双光子驱动克尔谐振子中一阶与二阶耗散相变的观测
量子物理
2026-03-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在开放量子系统中，一阶与二阶耗散相变（DPTs）可在热力学极限下由幺正演化、驱动项与耗散之间的竞争而产生。DPT 的阶数由稳态的连续性性质定义。迄今为止，二阶 DPT 主要在理论上被研究，而一阶 DPT 已在基于单光子驱动克尔谐振子理论的关键实验中观测到。我们在此首次给出双光子（即参量）驱动克尔超导谐振子中一阶与二阶 DPT 的全面实验与理论分析。首先，我们刻画了二阶与一阶临界点处稳态及其主要特征：分别为低于真空的压缩以及具有不同光子数的两相共存。随后，通过沿量子轨迹连续监测系统，我们研究了跨越临界点的非平衡动力学。我们观测到与一阶 DPT 相关的迟滞回线，以及由二阶 DPT 引起的自发对称性破缺。应用 Liouvillian 超算符的谱理论，我们发展了高效方法来量化与这些过程时标相关的临界变慢。当趋向热力学极限时，这些时标跨越五个数量级。我们的结果证实了利用 DPT 的 Liouvillian 理论所得出的预言。该工作可作为超导电路中临界性工程化与控制的极具说服力范例，标志着在利用双光子驱动克尔谐振子实现临界性增强的量子信息应用方面取得了显著进展。
引用
@article{arxiv.2310.13636,
title = {Observation of first- and second-order dissipative phase transitions in a two-photon driven Kerr resonator},
author = {Guillaume Beaulieu and Fabrizio Minganti and Simone Frasca and Vincenzo Savona and Simone Felicetti and Roberto Di Candia and Pasquale Scarlino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.13636},
year = {2026}
}
备注
37 pages, 22 figures