論文の概要: Exceptional point structure and chiral state transfer in a rate-operator-engineered $\mathcal{PT}$-symmetric Bose-Hubbard dimer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.30836v1
- Date: Thu, 22 Oct 2026 07:05:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.266044
- Title: Exceptional point structure and chiral state transfer in a rate-operator-engineered $\mathcal{PT}$-symmetric Bose-Hubbard dimer
- Title（参考訳）: レート演算による$\mathcal{PT}$-symmetric Bose-Hubbard二量体における例外点構造とキラル状態移動
- Abstract要約: レート演算子量子ジャンプを用いて、開量子系の力学を純粋状態軌道に解き放つ。
我々は、異なるオンサイト相互作用強度に対するスペクトルの対称性構造を特徴づける。
異常点を横断したり囲んだりすることなく、固有状態間の方向依存状態移動が見つかる。
- 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 rate operator quantum jumps (ROQJ) is a general method to unravel a master equation describing the dynamics of an open quantum system into stochastic pure state trajectories. By post-selecting on no jumps occurring, one obtains a trajectory generated by a non-Hermitian Hamiltonian. The ROQJ allows for versatile modification of this non-Hermitian evolution, with each non-Hermitian Hamiltonian corresponding to a different continuous measurement scheme. We apply the ROQJ to modify the non-Hermitian dynamics of the open three-particle Bose-Hubbard dimer model under environmental non-local dephasing to construct a $PT$-symmetric non-Hermitian Hamiltonians with a general two parameter $PT$-symmetric imaginary diagonal part, which generalizes the well-known gain-loss Bose-Hubbard dimer. We characterize the symmetry structure of the spectrum for different on-site interaction strengths. For vanishing on-site interaction, we find the unbroken $PT$-symmetry region enclosed by order two exceptional lines of different character and four order four exceptional points, two of which are not found in the usual gain-loss Bose-Hubbard dimer. Additionally, we find regions with degenerate imaginary parts of the eigenvalues, also not found in the gain-loss Bose-Hubbard dimer. In this parameter space, we use time-dependent rate operator transformations to investigate state transfer under slowly varying parameter loops. Loops encircling an order four exceptional point exhibit chiral state transfer. Because the loops cross exceptional lines, the final states are superpositions of eigenstates. Chiral state transfer is also found with non-zero homogeneous on-site interaction when the loop crosses over broken $PT$-symmetry regions of different character. Using inhomogeneous on-site interactions, we find direction dependent state transfer between eigenstates without crossing or encircling exceptional points.
- Abstract（参考訳）: レート演算子量子ジャンプ(ROQJ)は、開量子系の力学を記述するマスター方程式を確率的純粋状態軌道に解く一般的な方法である。
ジャンプが起こらないことを後選択することで、非エルミート・ハミルトニアンによって生成される軌道を得る。
ROQJは、異なる連続測定スキームに対応する各非エルミートハミルトニアンを用いて、この非エルミート進化を多元的に修正することができる。
ROQJを適用して、環境非局所的評価の下で開三粒子Bose-Hubbard二量体モデルの非エルミート力学を修正し、一般的な2パラメータ$PT$対称仮想対角部を持つ$PT$対称非エルミートハミルトン多様体を構築し、よく知られた利得損失Bose-Hubbard二量体を一般化する。
我々は、異なるオンサイト相互作用強度に対するスペクトルの対称性構造を特徴づける。
現場での相互作用を消すために、異なる文字の2つの例外線と4つの例外点で囲まれた非破壊の$PT$対称性領域を見つけ、そのうちの2つは通常のゲインロスボース・ハッバード二量体には見つからない。
さらに、固有値の退化した虚部を持つ領域も、ゲインロスのボース・ハッバード二量体には見つからない。
このパラメータ空間では、時間依存のレート演算子変換を用いて、ゆっくりと変化するパラメータループの下での状態移動を調査する。
オーダー4の例外点を囲むループは、キラル状態転移を示す。
ループは例外的な直線を横切るので、最後の状態は固有状態の重ね合わせである。
キラル状態移動は、ループが異なる文字の破れた$PT$対称性領域を渡るときに、ゼロでない同質なオンサイト相互作用によっても見られる。
不均一なオンサイト相互作用を用いることで、異常点を横断したり囲んだりすることなく、固有状態間の方向依存状態移動が見つかる。
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