真正 PT 对称量子系统基态增益

对于真正 PT 对称的量子系统，常规的非厄米哈密顿量为 H = Ωσ_x - iγ|1⟩⟨1| + iγ|0⟩⟨0|，其中 Ω 和 γ 为实参数，σ_x 表示 Pauli X 算子。这三个项分别代表相干耦合、损耗（作用于 |1⟩ 态）和增益（作用于 |0⟩ 态）。尽管 [Phys. Rev. Lett. 101, 230404 (2008); Phys. Rev. Lett. 119, 190401 (2017); Science 364, 878 (2019)] 提出了或演示了通过嵌入更大厄米空间实现真正 PT 对称哈密顿量的方法，但直接实现增益项 +iγ|0⟩⟨0| 仍然是量子系统面临的突出挑战。虽然可省略该增益项的系统可表现出被动 PT 对称能谱（特征为平行虚移）并显示相关现象，但它们未能捕捉真正 PT 对称系统固有的全部物理行为和独特性。本文提出一种方法，通过将 Sørensen-Reiter 有效算子方法与 Wiseman-Milborn 连续测量和瞬时反馈控制方法结合，对所有轨迹进行平均后实现对基态 |0⟩ 的有效增益 (+iγ|0⟩⟨0|)。这种方法为构建真正 PT 对称量子装置提供了可能的途径，为工程对量子信息技术应用至关重要的量子资源提供了强大的平台。