我科學家首次構建循環式宇稱時間對稱量子模擬器

科技日報合肥6月15日電 （記者吳長鋒）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，在國際上首次實現了循環式宇稱時間（簡稱PT，parity-time）對稱量子模擬器的構建，並基於該模擬器觀測到量子態在PT對稱系統中的動態演化行為，為深入研究非厄米量子物理提供了有效的實驗平台。該成果日前發表於國際權威物理學期刊《物理評論快報》上。

PT對稱系統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。一方面PT對稱系統同樣具有實數本徵能譜，其中能夠存在穩定的本徵動力學模式；另一方面，PT對稱系統中的本徵動力學模式具有特殊的非正交性質，且系統能帶在奇異點附近具有獨特的拓撲結構。而在量子領域，受限於量子系統的操控難度，PT對稱動力學的多種量子物理性質仍缺乏深入的實驗研究和應用。

研究人員基於自主設計的非厄米量子邏輯門及單光子循環演化結構，在線性光學系統中首次實現了循環式PT對稱量子模擬器的構建。該量子模擬器可以有效模擬PT對稱量子系統的動力學演化過程，並輸出離散時間模式下的演化量子態。基於該量子模擬器，研究組實驗觀測了PT對稱未破缺區和破缺區中的量子態動態演化過程，並研究了量子態可分辨性在奇異點附近的動力學臨界相變現象。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台。