Non-Hermitian Systems

Icke-hermitiska system där dessa grundläggande postulat inte följs erbjuder en idealisk spelplats för att upptäcka nya fysikaliska paradigm, vilket framgår av den uppsjö av okonventionella fenomen som nyligen rapporterats.  Det är viktigt att notera att denna avvikelse från de etablerade begreppen inom kvantmekaniken kräver en konsekvent matematisk omformulering av den icke-hermitiska kvantmekaniken.  De fysiska konsekvenserna av en sådan matematisk teori är fortfarande relativt outforskade.

Vår forskning överbryggar denna klyfta genom att använda matematikerns tillvägagångssätt för att lösa ett fysikaliskt problem. I vår modell ändrar vi en parameter i ett icke-hermitiskt system i tiden och kvantifierar den mängd med vilken systemet exciteras (vi kallar dessa excitationer "defekter"). Vi avslöjar nya fysiska konsekvenser, inklusive ett fenomen som vi kallar "defect freezing". Vad detta innebär är att oavsett hur långsamt vi ändrar parametern i ett icke-Hermitiskt system, lyckas systemet alltid bli exciterat - även i gränsen för en oändligt långsam förändring, i skarp kontrast till ett konventionellt kvantsystem. En analogi till detta är att du går omkring i ett gammalt hus med gnisslande golv. I icke-hermitiska system kommer du alltid att göra ljud ifrån dig oavsett hur långsamt du rör dig!

Vår studie är ett lägligt tillskott till det framväxande området icke-Hermitisk kvantmekanik, eftersom den belyser behovet av en matematiskt konsekvent formulering för att avslöja vissa aspekter av icke-hermitiska system. Vi förväntar oss att vår modell kommer att vara lätt att realisera i ett brett spektrum av experimentella plattformar, till exempel i ett system av kvantbitar, byggstenarna i kvantdatorer. Med tanke på hur nya och omfattande våra resultat är anser vi att detta arbete öppnar upp för nya möjligheter att studera dynamiken i icke-hermitiska system.

Mer information

Quantum metric unveils defect freezing in non-Hermitian systems - Physical Review Letters