利用囚禁离子量子比特对一般反 PT 对称哈密顿量的量子模拟
量子物理
2024-06-21 v2
摘要
满足宇称-时间（PT）对称的非厄米系统因其奇异特性引起了相当大的兴趣。反 PT 对称是 PT 对称的重要对应，并已在各种经典系统中得到研究。尽管具有反 PT 对称的哈密顿量仅与其 PT 对称对应量相差一个全局 i 相位，但它们与环境交换信息与能量的方式完全不同，表明反 PT 对称系统与其 PT 对称变体具有本质不同的动力学。此外，理论工作表明，具有反 PT 对称哈密顿量的量子比特（反 PT 对称量子比特）比厄米量子比特以及 PT 对称量子比特具有更优的退相干特性。迄今为止，在单个量子系统中观测反 PT 对称仍然难以实现。在此，我们通过设计的微波与光学控制脉冲序列，在单个囚禁离子中实现了单量子比特的反 PT 对称哈密顿量。我们通过绘制不同耗散率下的本征值来表征反 PT 相变。量子态的完整信息也通过量子态层析获得。我们的工作允许对反 PT 对称系统真实开放系统特征进行量子模拟，为利用非厄米特性进行量子信息处理铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2203.01486,
title = {Quantum simulation of a general anti-PT-symmetric Hamiltonian with a trapped ion qubit},
author = {Ji Bian and Pengfei Lu and Teng Liu and Hao Wu and Xinxin Rao and Kunxu Wang and Qifeng Lao and Yang Liu and Feng Zhu and Le Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01486},
year = {2024}
}