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非厄米系统的Schrieffer-Wolff变换:在$\mathcal{PT}$对称电路QED中的应用

量子物理 2024-02-13 v1 介观与纳米尺度物理 超导电性

摘要

将非厄米性与相互作用结合在开放量子多体系统中产生新颖效应。在此,我们发展广义Schrieffer-Wolff变换,并推导适用于各类准简并\textit{非厄米}系统的有效哈密顿量。我们将结果应用于一个典型的PT\mathcal{PT}对称电路QED,其由两个嵌入无损耗谐振腔的非厄米量子比特组成。我们考虑谐振量子电路满足 ωrΩωr|\omega_r-\Omega| \ll \omega_r,其中 Ω\Omegaωr\omega_r 分别为量子比特和谐振腔频率,从而提供定义良好的准简并谐振态组。对此系统,利用直接数值对角化,我们得到低能本征谱对单量子比特与谐振腔相互作用强度 gg 以及增益(损耗)参数 γ\gamma 的依赖关系,并与使用谐振态有效哈密顿量解析得到的本征值进行比较。我们辨识出PT\mathcal{PT}对称破缺与未破缺相,追踪第二和第三阶异常点的形成,并提供低能谐振态的完整 gγg-\gamma 相图。我们将异常点的形成归因于系统额外的P\mathcal{P}伪厄米对称性,并展示非厄米性混合了“暗”态与“亮”态,这具有直接的实验后果。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.09829,
  title  = {Schrieffer-Wolff transformation for non-Hermitian systems: application for $\mathcal{PT}$-symmetric circuit QED},
  author = {Grigory A. Starkov and Mikhail V. Fistul and Ilya M. Eremin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09829},
  year   = {2024}
}