抑制非绝热迁移的时调制非厄米多量子系统中的拓扑态置换
量子物理
2025-09-12 v2
摘要
非厄米系统在过去十年里一直是激烈研究的焦点,部分原因是其由具有称为异常点 (EP) 的分支点已知的 Riemann 流形交叉形成的非平凡能量拓扑结构。可以利用这种谱特性,例如实现基于状态置换对称性的经典和量子信息协议所必需的拓扑控制态置换。然而,典型非厄米系统的复数值谱导致不稳定性、损失以及绝热性的破坏,这些都阻碍了在基于状态置换对称性的量子信息协议中实际应用 EP 诱导的能量拓扑结构。事实上,在给定的非厄米多量子系统中,对 EP 的动态绕行始终会导致预定的一组衰减最终本征态,由于去相干与非绝热迁移之间的相互作用,这与初始条件无关。在本工作中,我们通过引入一种由有效非厄米哈密顿量控制的模型来解决这一长期存在的问题,该模型拥有新型 EP,同时保持完全实能谱,确保系统动力学中不存在损失。我们展示了此类非厄米哈密顿量使得在动态绕环这些 EP 时,能够在多量子系统本征空间中实现真正的、通常情况下非阿贝尔置换群。我们的发现表明,与以往看法相反,非厄米性可被用于在时调制多量子系统中实现受控的拓扑态置换,从而为在实际非厄米量子系统中发展和实施新型量子信息协议开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2501.16160,
title = {Topological state permutations in time-modulated non-Hermitian multiqubit systems with suppressed non-adiabatic transitions},
author = {Ievgen I. Arkhipov and Philippe Lewalle and Franco Nori and Şahin K. Özdemir and K. Birgitta Whaley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.16160},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 15 figures