論文の概要: Quantum Mpemba effect in parity-time symmetric systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.17575v1
• Date: Mon, 25 Aug 2025 00:52:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.591292
• Title: Quantum Mpemba effect in parity-time symmetric systems
• Title（参考訳）: パリティ時対称系における量子ムペンバ効果
• Authors: Wanchen Ma, Junjie Liu,
• Abstract要約: ボゾン浴に浸漬したパリティ時間対称量子ビット系におけるQMPEの発生について検討した。 我々はQMPEを緩和モードの継続による協調効果とみなす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.745571136962667
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: The quantum Mpemba effect (QMPE), an anomalous relaxation phenomenon, has been demonstrated in both closed and open Hermitian quantum systems. While prior studies have linked the QMPE to Liouvillian exceptional points--non-Hermitian features emerged at the Liouvillian level, it remains largely elusive whether the QMPE can occur in intrinsic non-Hermitian systems, where non-Hermiticity is inherent at the Hamiltonian level. Here, we unequivocally demonstrate the occurrence of QMPE in experimentally realizable parity-time-symmetric qubit systems immersed in a bosonic bath. Surprisingly, we find that exceptional points are neither sufficient nor necessary for the QMPE in this context, contrasting previous findings. Specifically, we show that the QMPE persists across parameter regimes both near and far from Hamiltonian and Liouvillian exceptional points, but disappears entirely when Hermitian Hamiltonian is restored. Owing to the complete suppression of the slowest relaxation mode facilitated by parity-time symmetry, we attribute the observed QMPE to a cooperative effect of remaining relaxation modes. We obtain analytical expressions that delineate the parameter regimes supporting the QMPE. Our findings not only broaden the scope of the QMPE but also reveal its intricate interplay with non-Hermitian features beyond exceptional points.
• Abstract（参考訳）: 異常緩和現象である量子Mpemba効果(QMPE)は、閉量子系と開エルミート量子系の両方で実証されている。 以前の研究では、QMPEとリウヴィリアの例外点--非ヘルミティアン的特徴はリウヴィリアのレベルで現れるが、非ヘルミティアン性がハミルトンのレベルで固有の本質的な非ヘルミティアン系においてQMPEが起こりうるかどうかについては、大半が解明されている。 そこで本研究では, ボゾン浴に浸漬したパリティ時間対称量子ビット系におけるQMPEの発生を実験的に実証する。 驚くべきことに、この文脈におけるQMPEにとって例外的な点は不十分であり、また必要ではない。 具体的には、QMPEはハミルトニアンとリウヴィリアンの例外点の近辺と遠辺の両方でパラメータレギュレーションを継続するが、エルミート・ハミルトニアンが復元されたときに完全に消えることを示す。 パリティ時間対称性によって促進される最も遅い緩和モードの完全な抑制により、観測されたQMPEは、残りの緩和モードの協調効果に寄与する。 我々は,QMPEを支持するパラメータ構造を記述した解析式を得る。 以上の結果から,QMPEの範囲を広げるだけでなく,非エルミート特徴との複雑な相互作用も明らかとなった。

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