探测量子异常点附近敏感性的波导量子电动力学研究

具有复本征能量的非厄米哈密顿量是描述开放量子系统动力学的重要工具。其中,宇称-时间(PT)对称哈密顿量因异常点简并现象而备受关注——当能谱从实数值过渡到复数值时,本征能量与本征矢会同时发生简并。由于异常点附近存在突变的谱响应特性,这类系统被提议作为精密量子传感的候选方案。该研究团队通过超导量子比特构建了一个被动PT二聚体模拟系统:由两个模式组成的非厄米体系包含一个高相干性量子比特,通过可调耦合器与人为引入损耗的量子比特相耦合。这种损耗是通过将量子比特强耦合到开放波导环境中的连续光子模式来实现的。 通过脉冲和连续波测量,研究人员表征了异常点附近的系统动力学行为,观测到与理想被动PT二聚体基本一致的表现(存在可调耦合器引起的修正项)。该工作提取了两个模式对应的复本征能量,并计算出灵敏度随耦合强度的变化关系。研究结果验证了理论预言:在量子异常点附近并未观察到灵敏度增强现象。这项研究阐明了异常点系统作为量子增强传感方案的局限性。
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提交arXiv: 2025-10-24 15:13

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