記者從中國科大獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊李傳鋒、唐建順、王軼韜等，在國際上首次實(shí)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(shí)驗(yàn)平臺。該成果日前發(fā)表于國際權(quán)威物理學(xué)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(xué)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(shí)數(shù)本征能譜，其中能夠存在穩(wěn)定的本征動力學(xué)模式;另一方面，PT對稱系統(tǒng)中的本征動力學(xué)模式具有特殊的非正交性質(zhì)，且系統(tǒng)能帶在奇異點(diǎn)附近具有獨(dú)特的拓?fù)浣Y(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(xué)的多種量子物理性質(zhì)仍缺乏深入的實(shí)驗(yàn)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(xué)系統(tǒng)中首次實(shí)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(xué)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)附近的動力學(xué)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(shí)驗(yàn)平臺。(記者吳長鋒)

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