量子光子系统中的非平衡增益与损耗

物理学中的理论可以提供所研究物理系统的一种地图，展示可能发生的所有各类行为。地图上的某些点比其他点更为重要，因为它们描述了系统以有用或有趣的方式作出响应的情形。例如，在给坐在秋千上的人推一把时，共振点具有特殊的重要性。更复杂地，所谓的奇异点（exceptional points）已被证明在同时具有增益与损耗的光学系统中具有重要意义，这类系统通常由非厄米哈密顿量描述。然而，在量子光子系统中出现的、明确的量子关注点——无论它们是奇异点还是其他——却鲜有研究。在此我们考虑一个范式模型：一对受非平衡增益与损耗比作用的耦合量子比特。我们在其地图上标出了若干种奇异点与临界点，每一种都与非寻常的物理响应相关联。特别地，我们揭示了导致特征谱特征以及稳态中量子纠缠突然丧失的那些点。我们的结果为超越有效非厄米哈密顿量来表征量子光子系统提供了视角，并暗示了内在量子关注点的一个层级结构。