我國(guó)科學(xué)家首次構(gòu)建循環(huán)式宇稱時(shí)間對(duì)稱量子模擬器

　　記者從中國(guó)科大獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)李傳鋒、唐建順、王軼韜等，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了循環(huán)式宇稱時(shí)間（簡(jiǎn)稱PT，parity-time）對(duì)稱量子模擬器的構(gòu)建，并基于該模擬器觀測(cè)到量子態(tài)在PT對(duì)稱系統(tǒng)中的動(dòng)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(tái)。該成果日前發(fā)表于國(guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　PT對(duì)稱系統(tǒng)是一類由滿足宇稱時(shí)間反演不變的動(dòng)力學(xué)哈密頓量所控制的物理系統(tǒng)。一方面PT對(duì)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(dòng)力學(xué)模式；另一方面，PT對(duì)稱系統(tǒng)中的本征動(dòng)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(duì)稱動(dòng)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(jì)的非厄米量子邏輯門(mén)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(duì)稱量子模擬器的構(gòu)建。該量子模擬器可以有效模擬PT對(duì)稱量子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程，并輸出離散時(shí)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(cè)了PT對(duì)稱未破缺區(qū)和破缺區(qū)中的量子態(tài)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，并研究了量子態(tài)可分辨性在奇異點(diǎn)附近的動(dòng)力學(xué)臨界相變現(xiàn)象。該成果為PT對(duì)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(tái)。（記者 吳長(zhǎng)鋒）