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一維非厄米PT對稱量子系統(tǒng)的拓?fù)涮匦匝芯?/H1>
發(fā)布時間:2021-11-29 02:16
  量子力學(xué)描述微觀粒子的運動規(guī)律,是現(xiàn)代物理學(xué)的重要基礎(chǔ)理論。量子力學(xué)中的可觀測力學(xué)量由厄米算符來表示,對應(yīng)的本征值為實數(shù)。但滿足PT對稱性的非厄米量子系統(tǒng)的本征值也被證明在系統(tǒng)參數(shù)的一定取值范圍內(nèi)可以為實數(shù),并且這一結(jié)論可以在光學(xué)等實驗中得到驗證。本文首先對量子行走的基本概念,非厄米PT對稱量子理論,以及厄米Aubry-André-Harper(AAH)模型的拓?fù)涮匦赃M行了簡單介紹。在此基礎(chǔ)上,研究了增益損耗效應(yīng)對具有PT對稱性的非幺正量子行走和非厄米AAH模型拓?fù)涮匦缘挠绊。在量子行走中的硬幣旋轉(zhuǎn)算符和條件平移算符中分別引入一個可調(diào)控的參量,同時加入增益損耗算符,我們構(gòu)造滿足PT對稱的一維非幺正量子行走模型。通過計算系統(tǒng)Zak相位這一拓?fù)洳蛔兞縼肀碚飨到y(tǒng)的拓?fù)涮匦?并畫出系統(tǒng)在二維可調(diào)控參數(shù)空間的拓?fù)湎鄨D;計算平均位移這一實驗可測量,說明用其能夠動力學(xué)上表征量子行走的拓?fù)涮匦。進而,考慮空間不均勻的一維非幺正PT對稱量子行走,探究該量子行走在系統(tǒng)邊界上概率隨演化時間的變化,驗證了拓?fù)浔Wo束縛態(tài)的存在。在厄米AAH模型的基礎(chǔ)上引入增益損耗項,構(gòu)造滿足PT對稱性的非厄米AAH模型。觀察非... 

【文章來源】:山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】:63 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【部分圖文】:

一維非厄米PT對稱量子系統(tǒng)的拓?fù)涮匦匝芯? src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020811111.nh0001'  style='max-width:500px'></p><br> 經(jīng)典隨機行走示意圖<br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020811111.nh0002' alt='示意圖,量子,硬幣,示意圖' style='max-width:500px'></p><br> 第一章緒論3子行走中的粒子也從一維分立格點上位置0處開始行走,此時用量子硬幣來取代經(jīng)典隨機行走中的經(jīng)典硬幣。在量子力學(xué)中用狄拉克符號和來表示量子硬幣的“兩面”,和構(gòu)成硬幣空間的基矢。拋擲經(jīng)典硬幣時只會出現(xiàn)反面向上和正面向上這兩種不同狀態(tài),而拋擲量子硬幣時除了和這兩個量子態(tài)以外,還可以是和這兩個量子態(tài)的相干疊加態(tài),此時粒子在量子行走的過程中會表現(xiàn)出相干性,可以看出粒子概率的分布不再是高斯分布。圖1.1經(jīng)典隨機行走示意圖圖1.2分離時間量子行走示意圖分離時間量子行走定義在希爾伯特空間PCHHH上,其中位置空間PH由一維無限長直線上的分立格點所對應(yīng)的態(tài)矢量x,xZ張開,硬幣空間CH為二維矢量空間,由決定粒子行走方向的正交硬幣態(tài)c,c=,張開。系統(tǒng)在t時刻的態(tài)矢量可表示為,,,,xcxctatxc(1.1)其中x,cat為量子行走中的粒子在t時刻處于x格點處且硬幣態(tài)為c的幾率幅。分離時間量子行走的單步演化由硬幣算符C和條件平移算符S相繼作用于其態(tài)矢量(t)得到,即(t1)U(t),(1.2) <br><br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020811111.nh0003' alt='量子,紅線,經(jīng)典,概率' style='max-width:500px'></p><br> 第一章緒論52,,.cPxct(1.10)為了使分離時間量子行走的彈道輸運特性可以被更清楚地觀察到,考慮一維長分立格點上的分離時間量子行走。若初始t0時刻粒子局域在原點0格點處,選取初始硬幣態(tài)為12i,系統(tǒng)初態(tài)為0120,i0,,硬幣算符選。1.6)式,圖1.3中紫線給出粒子初始時刻從原點0處出發(fā)演化100步后的概率分布圖。為了更清楚地對比,紅線表示的則是經(jīng)典隨機行走的概率分布圖。從圖1.3中可以看出,經(jīng)典隨機行走的概率分布呈現(xiàn)出兩頭低中間高,并以原點為中心的正態(tài)分布,在初始格點x0處概率最大。不同于經(jīng)典隨機行走,量子行走最終在曲線圖1.3演化步數(shù)為100步時,經(jīng)典隨機行走(紅線)及分離時間量子行走(紫線)概率分布圖的末端出現(xiàn)關(guān)于原點對稱的兩個幾率峰。量子行走經(jīng)過t步演化后,其概率的分布主要在t2,t2之間,在這個區(qū)間之外的概率會出現(xiàn)快速衰減現(xiàn)象。兩者之間的差別是由于量子行走中的量子硬幣態(tài)的相干疊加造成的。方差刻畫了粒子相對于初始位置的偏離程度,定義方差為2220,,xxxxPxt(1.11)其中0x為粒子的初始位置,相應(yīng)的位置標(biāo)準(zhǔn)偏差為 <br><!--https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CMFD&dbname=CMFD202101&filename=1020811111.nh&uniplatform=NZKPT&v=i2zD-UfmiESBGYWE_I8d3oH4DkWQDCJlbri0feSpPgqUNt0G5AkbO0LnqQoDpx8g-->
					<br/><br/>本文編號:<b>3525633</b><div style='float:right'>
					

			
				
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