論文の概要: Non-Hermitian topology in a single driven-dissipative Kerr-Cat qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.18482v1
• Date: Sun, 23 Nov 2025 15:00:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-25 18:34:24.859862
• Title: Non-Hermitian topology in a single driven-dissipative Kerr-Cat qubit
• Title（参考訳）: 単駆動散逸Kerr-Cat量子ビットにおける非エルミート位相
• Authors: Pei-Rong Han, Huiye Qiu, Hao-Long Zhang, Wen Ning, Zhen-Biao Yang, Shi-Biao Zheng,
• Abstract要約: 最近の研究は、非エルミート物理学を完全量子領域に拡張している。 我々は、Kerr非線形共振器を用いて実現した、駆動散逸性Kerr-cat量子ビットの例外構造について検討する。 我々の研究は、連続変数量子システムで非エルミート現象を実現する可能性を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The intriguing physical phenomena associated with exceptional points have established non-Hermitian physics as a frontier of modern research. Recent investigations have extended non-Hermitian physics into the fully quantum domain. However, existing studies predominantly concentrate on discrete-variable quantum systems, while non-Hermitian quantum effects in continuous-variable encoded systems remain largely unexplored. In this work, we investigate the exceptional structure for a driven-dissipative Kerr-cat qubit, realized with a Kerr nonlinear resonator. We find that the dissipation leads to a bidirectional jump between the two basis states of the cat qubit, which is in distinct contrast with the unidirectional jump associated with normal two-level systems. The competition between this jump and a single-photon drive gives arise to the emergence of third-order Liouvillian exceptional points (LEP3s), each corresponds to a crossing point of two lines of LEP2s. We further show that the LEP3 can exhibit the topological character of the Hamiltonian EP3s, which cannot be realized with a single qubit. Our work opens the possibility of realizing non-Hermitian phenomena with continuous-variable quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 例外的な点に関連する興味深い物理現象は、現代研究のフロンティアとして非エルミティア物理学を確立している。 最近の研究は、非エルミート物理学を完全量子領域に拡張している。 しかし、既存の研究は主に離散変数量子系に集中しているが、連続変数符号化系における非エルミート量子効果は未解明のままである。 本研究では、Kerr非線形共振器を用いて実現した、駆動散逸性Kerr-cat量子ビットの例外構造について検討する。 この散逸は, 通常の2段階系に付随する一方向跳躍とは対照的に, 猫量子ビットの2つの基底状態間の双方向跳躍に繋がることがわかった。 このジャンプと単光子ドライブの競合は、それぞれが2行のLEP2の交差点に対応する3階リウビリアン例外点(LEP3s)の出現を引き起こす。 さらに、LEP3は単一の量子ビットでは実現できないハミルトニアンEP3の位相特性を示すことができることを示す。 我々の研究は、連続変数量子システムで非エルミート現象を実現する可能性を開く。

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