記者從中國科大獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、唐建順、王軼韜等，在國際上首次實現(xiàn)了循環(huán)式宇稱時間(簡稱PT，parity-time)對稱量子模擬器的構(gòu)建，并基于該模擬器觀測到量子態(tài)在PT對稱系統(tǒng)中的動態(tài)演化行為，為深入研究非厄米量子物理提供了有效的實驗平臺。該成果日前發(fā)表于國際權(quán)威物理學期刊《物理評論快報》上。
PT對稱系統(tǒng)是一類由滿足宇稱時間反演不變的動力學哈密頓量所控制的物理系統(tǒng)。一方面PT對稱系統(tǒng)同樣具有實數(shù)本征能譜，其中能夠存在穩(wěn)定的本征動力學模式;另一方面，PT對稱系統(tǒng)中的本征動力學模式具有特殊的非正交性質(zhì)，且系統(tǒng)能帶在奇異點附近具有獨特的拓撲結(jié)構(gòu)。而在量子領(lǐng)域，受限于量子系統(tǒng)的操控難度，PT對稱動力學的多種量子物理性質(zhì)仍缺乏深入的實驗研究和應(yīng)用。
研究人員基于自主設(shè)計的非厄米量子邏輯門及單光子循環(huán)演化結(jié)構(gòu)，在線性光學系統(tǒng)中首次實現(xiàn)了循環(huán)式PT對稱量子模擬器的構(gòu)建。該量子模擬器可以有效模擬PT對稱量子系統(tǒng)的動力學演化過程，并輸出離散時間模式下的演化量子態(tài)。基于該量子模擬器，研究組實驗觀測了PT對稱未破缺區(qū)和破缺區(qū)中的量子態(tài)動態(tài)演化過程，并研究了量子態(tài)可分辨性在奇異點附近的動力學臨界相變現(xiàn)象。該成果為PT對稱及其他非厄米量子物理的研究提供了有效的實驗平臺。(記者吳長鋒)
關(guān)鍵詞： 宇稱時間對稱量子模擬器
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