分类： 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 分类： 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类： 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类： 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间： 2022-03-24
摘要： 非厄米的引入扩展了传统厄米量子系统中的概念并诱导出许多新奇的物理现象, 比如非厄米系统所独有的非厄米趋肤效应, 这使得对非厄米量子模型的模拟成为大家关注的热点. 相比于量子平台, 经典系统具有成本低廉、技术成熟、室温条件等优势, 而其中的经典电路系统则更加灵活, 原则上可以模拟任意维度、任意格点间跃迁、任意边界条件下的量子紧束缚模型, 已经成为模拟量子物态的有力平台.本文利用经典电路通过 SPICE 成功模拟了一个重要的非厄米量子模型 非互易 Aubry-Andr\'e 模型 的稳态性质, 此模型同时具有非互易的格点跃迁和准周期的格点在位势. 以此为例, 详细介绍了如何建立经典电路的拉普拉辛形式与量子紧束缚模型哈密顿矩阵在不同边界条件下的映射, 尤其是如何利用电流型负阻抗变换器构建模型的非互易性. 然后, 根据电路的格林函数, 通过 AC 电流驱动并测量电压响应的方式, 用 SPICE 模拟了周期边界条件下的复能谱和相应的能谱缠绕数, 以及开边界条件下的趋肤与局域模式的竞争.其中, 为了使电路的响应不发散, 本文还解析地给出辅助元件的设置原则.结果显示, SPICE 模拟与理论计算很好地吻合, 为进一步的实验实现提供了详细的指导. 由于本文电路设计与测量方案的普适性, 原则上可以直接应用于其他非厄米量子模型的电路模拟.
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