Analytical Solution for the Anisotropic Rabi Model: Effects of Counter-Rotating Terms
最近提出的各向异性Rabi模型与原始Rabi模型不同:旋转项和反转项由两个不同的耦合常数控制。这一特性使我们能够独立地改变反向旋转相互作用,并探索它对某些量子特性的影响。在本文中,我们近似地消去了反旋项,得到了解析的能谱和波函数。在包括超强耦合区在内的很宽的参数范围内,这些分析结果与数值计算结果吻合得很好。在弱反旋耦合极限下,我们发现反旋项可以看作是Jaynes-Cummings模型参数的位移。这一修正表明了近共振和弱耦合假设下的行波近似的有效性。此外,还导出了几个物理量的解析表达式,结果表明U(1)对称性的破坏和Jaynes-Cummings模型的偏离。
2015-03-23 quant-ph
Quantum interference structures in trapped ion dynamics beyond the Lamb-Dicke and rotating wave approximations
本文应用波包方法研究了强激发态下的离子阱系统,既不采用旋波近似,也不采用Lamb-Dicke近似。通过这种方法,我们表明存在的限制相空间演化的状态,作为一个真正的后果之间的量子干涉波包分数。这种状态的一个特殊实例在组成子系统之间的最大纠缠和纯解纠缠之间振荡。特征交叉时间是非常迅速的,使它们适合EPR或薛定谔猫态的状态准备。在较长的时间内,这些国家的动态表现出良好的解决分数的自相关,反转和纠缠的复苏模式。
2008-05-16 physics.atom-ph quant-ph
Phase-kicked control of counter-rotating interactions in the quantum Rabi model
我们提出了一个相互作用方案来控制量子Rabi模型中的反转项。我们表明,通过施加一系列的$π/2$相位踢一个二能级原子和一个单模量子化场,拉比模型的自然动力学可以中断的方式,可以显着增强反转的过渡。这通过由相位匹配条件确定的相位跳变的合适定时来实现。如果连续踢之间的时间是足够短的,我们的计划变成一个动力学解耦问题,其中的反旋转项的影响,可以强烈抑制在超强耦合。
2014-07-17 quant-ph
Jaynes-Cummings model:Counter rotating effect on the vacuum Rabi splitting and atom-cavity dynamics
用扩展相干态方法研究了Jaynes-Cummings模型中的反转项效应。反向旋转项对真空拉比分裂有很大的修正。预测了弱耦合区的两个不同高度的峰和中间耦合区的两个以上的峰。原子布居数反转演化过程中的崩塌和回复在中耦合区消失,在强耦合区重新出现。这种再现类似于在行波近似下的再现,归因于演化的周期余弦函数的总和。
2011-06-11 quant-ph
The transfer of nonlocality between two- and three-qubit dissipative systems with counter-rotating-wave terms
本文采用数值分层运动方程方法,研究了在强和超强耦合区域下反向旋转波项对三比特耗散系统非定域性与纠缠的影响,发现其能加速真实三方关联衰减、引发非定域性在三比特与子系统间持续转移,并在零激发下无法生成三方关联。
2024-12-12 quant-ph
Generalized qubits of the vibrational motion of a trapped ion
我们提出了一种方法来产生量子位的振动运动的离子。该方法是在非旋转波近似制度,因此,我们认为制度的动态尚未研究。因为这些解对于更广泛的参数范围是有效的,我们称它们为广义量子比特。
2013-04-01 quant-ph
The anti-Jaynes-Cummings model is solvable : quantum Rabi model in rotating and counter-rotating frames ; following the experiments
这篇文章是对持续假设的回应,甚至在最近的实验突破和理论方法进展的报告和评论中引用,即反Jaynes-Cummings(AJC)相互作用是量子拉比模型(QRM)的一个棘手的能量非守恒组成部分。我们提出QRM动态的三个关键特征:(a)AJC相互作用分量具有守恒的激发数算符,并且是精确可解的(b)QRM动力学空间由一个由精确解的Jaynes-Cummings(JC)相互作用支配的旋转坐标系(RF)和一个相关的反向旋转坐标系(CRF)组成,其中Jaynes-Cummings(JC)相互作用由一个守恒的JC激发数算符指定,该JC激发数算符产生RF的U(1)对称性由一个精确求解的反Jaynes-Cummings(AJC)相互作用支配,该相互作用由一个守恒的AJC激发数算符指定,它产生CRF的U(1)对称性。
2021-03-17 quant-ph
Effects of counter-rotating-wave terms on the noisy frequency estimation
利用严格的数值分级运动方程方法,研究了耗散环境中二能级原子系统隧穿频率的估计问题。本文在微扰处理的框架之外,系统地研究了反向旋转波项对噪声量子精密测量可达到的精度的影响。我们发现,无论耗散环境是玻色子还是费米子,反向旋转波项都能够在中等和强耦合区域提高噪声量子纠缠的性能。本文的研究结果对设计实际退相干条件下的高精度量子估计方案具有指导意义。
2022-03-24 quant-ph
Dark state with counter-rotating dissipative channels
暗态是不同量子态之间相互干涉的结果,在芯片级原子钟和量子信息等领域具有重要意义。对于$Λ$型三能级系统,这种暗态通常被认为是无耗散的,因为它是两个最低态的叠加,它们之间没有偶极跃迁。然而,以往的研究都是基于行波近似(RWA),忽略了系统与环境相互作用中的反旋项。本文研究了耦合到两个玻色子浴中的$Λ$型三能级系统暗态的非马尔可夫量子动力学,揭示了反转项对暗态的影响。与RWA内的暗状态相反,由于这些反向旋转项,即使在零温度下也会发生暗状态的泄漏。此外,我们还提出了一种通过对系统施加泄漏消除算符来恢复暗态的量子相干性的方法。
2017-06-05 quant-ph
Generating photons from vacuum with counter rotating wave interaction
National Innovation Institute of Defense Technology(国防科技大学创新学院);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Hangzhou AlgoCity Technology Co., Ltd.(杭州算法城科技有限公司);Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)(粤港澳大湾区量子科学中心(广东))
本文提出bang-bang控制方案和剪枝贪心算法,通过反向旋转波相互作用显著提升真空光子生成效率,实验结果表明在给定演化时间内光子数增加多个数量级。
2026-04-16 quant-ph
Effects of counter-rotating-wave terms on the non-Markovianity in quantum open systems
在非马尔可夫量子态扩散方法的框架下,利用量子系统的运动方程,研究了反向旋转波项对量子开放系统非马尔可夫性的影响。作为说明性的例子,一个量子位嵌入玻色子和费米子环境在零温度下的非马尔可夫记忆效应进行了分析。研究发现,无论是玻色子还是费米子组成的环境,反向旋转波项都能增强观测到的非马尔可夫性。这一结果表明,在量子开放系统中,行波近似不可避免地会降低非马尔可夫性。此外,我们发现,由于环境模式的不同统计特性的非马尔可夫性的修改变得更大的系统-环境耦合强度的增加。
2017-10-08 quant-ph
Ultra-Stable Matter-Wave Gyroscopy with Counter-Rotating Vortex Superpositions in Bose-Einstein Condensates
原则上,物质波干涉仪比光学干涉仪灵敏几个数量级。然而,创造物质波电流以实现这样的灵敏度是一个持续的挑战。在这里,我们建议使用光学角动量(OAM)诱导的涡旋叠加在玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)作为替代原子干涉仪的陀螺仪。被捕获的冷凝物的两个反向旋转的涡旋状态的相干叠加导致干涉图案,该干涉图案根据Sagnac效应以与旋转阱\mdash的角速度成比例的角度旋转。我们表明,旋转速率可以很容易地读出,该设备是高度稳定的。文中还讨论了该方案的信噪比和灵敏度。
2009-07-07 quant-ph
Influence of counter-rotating interaction on quantum phase transition in Dicke-Hubbard lattice: an extended coherent state approach
我们研究了含有反旋项的Dicke-哈伯德模型的基态行为。通过推广平均场理论中的扩展相干态方法,我们自洽地获得了基态能量和离域序参量。通过打破宇称对称性,可以清楚地观察到光子的定域-离域量子相变。特别地,Mott瓣被完全抑制,并且离域序参量显示出随着量子比特-腔耦合强度的增加而单调增强,这与在行波近似下的Dicke-哈伯德模型形成鲜明对比。与Rabi-哈伯德模型相比,通过降低光子跳跃强度,可以稳定相界.
2016-06-20 quant-ph
Vibrational Superposition States Without Rotating Wave Approximation
本文提出了一种利用激光冷却囚禁离子的振动产生相干态叠加的方案。它是基于与利用反向旋转项的驻波的相互作用,即不应用旋转波近似。我们还证明了同样的方案可以用于量子态的测量,即用同样的方案可以重建非经典态
2000-04-20 quant-ph
Quantum sensing using imbalanced counter-rotating Bose--Einstein condensate modes
提出了一种利用环形阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)测量两体相互作用、标量磁场和转动的量子装置。我们考虑了具有相反缠绕数的轨道角动量模的不平衡叠加,并由此出现了旋转的最小原子密度线。我们推导出一个解析模型,该模型将最小密度线旋转的角频率与非线性原子-原子相互作用的强度以及反向传播模式的布居数之间的差异联系起来。此外,我们提出了一个完整的实验协议的基础上,直接荧光成像的BEC,允许测量所有涉及的分析模型的数量,并使用该系统的传感目的。
2018-09-24 quant-ph
Quantum metrology with rotating matter waves in different geometries
纠缠的一个有希望的实际应用是计量学,其中量子态可以用来进行超过散粒噪声限制的测量。在这里,我们考虑如何计量方案可以实现使用原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)被困在不同的潜力。特别是,我们表明,如果被困BEC旋转在正确的频率,它可以经历量子相变的特点是大规模的纠缠传播整个系统。这个简单的搅拌过程可以产生有趣的量子态,例如围绕环形势沿相反方向流动的所有原子的宏观叠加。我们考虑不同的捕获势,并显示这是如何导致不同的纠缠态。特别是,我们发现,通过减少系统的维数到一个或两个维度,有可能产生纠缠态,是非常强大的原子的损失,因此非常适合精密测量方案。
2011-02-01 quant-ph
Exact solution of quantum dynamics of a cantilever coupling to a single trapped ultracold ion
预冷悬臂梁的量子行为可以通过耦合到被捕获的超冷离子来高效地探测,其中悬臂梁快速冷却到基态振动态是可能的。我们用压缩态展开法求解耦合系统的动力学,原则上可以得到耦合系统时间演化的精确解。与行波近似下的处理相比,我们可以更精确地描述悬臂梁的量子行为。
2005-12-21 quant-ph
The Vortex Phase Qubit: Generating Arbitrary, Counter-Rotating, Coherent Superpositions in Bose-Einstein Condensates via Optical Angular Momentum Beams
提出了利用光的轨道角动量态在玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中产生任意相干叠加涡旋态的方案。我们设计了一个方案,使用已知的实验技术来产生两个反向旋转的OAM光态的相干叠加。我们表明,一个专门设计的拉曼方案允许转移到一个最初的非旋转BEC的光学涡旋叠加态。这在BEC中产生了任意的和相干的涡和反涡对的叠加。这里提出的想法可以扩展到产生纠缠涡旋态,为光的OAM态设计存储器,以及执行其他量子信息任务。惯性传感的应用也进行了讨论。
2005-04-17 quant-ph
High-performance gates on trapped ion qubits using counterpropagating pulse-shaped laser beams
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Sandia National Laboratories(桑迪亚国家实验室);University of New Mexico(新墨西哥大学)
针对囚禁离子超精细量子比特,采用反向传播光束设计脉冲幅度和退相位鲁棒动态校正门,实验显示误差降低超50%,性能优于同向传播门,挑战了传统认知。
2026-06-16 quant-ph
Giant counter-rotating oscillations on the attosecond timescale
本文预测原子与强紫外光之间的新型超强耦合可在阿秒时间尺度上产生巨幅反向旋转振荡,该效应非互易且仅影响激发态,并提议用氦的双光子拉比振荡实现,通过Floquet理论和有效哈密顿理论验证。
2025-03-31 quant-ph
Rotating wave approximation for quadrupole interaction with high spin
本文详细研究了线极化交变磁场驱动下四极相互作用量子自旋系统的旋波近似。采用旋转波近似的传统方法是假设动力学被限制在约化的希尔伯特空间中。然而,当驱动强度相对较强或驱动为非谐振时,来自目标谐振子空间的泄漏以及来自反向旋转项的影响不再可以忽略。我们提出了旋转波近似应用在全希尔伯特空间考虑泄漏从目标共振子空间。为了包含反向旋转项的影响,我们在约化希尔伯特空间中利用反向旋转杂交旋转波方法。这些旋转波近似方法的性能进行了比较,通过估计的状态保真度以及操作员的保真度和结果表明,不同的方法可以采用不同的实际情况。
2020-10-15 quant-ph
Manipulating counter-rotating interactions in the quantum Rabi model via qubit frequency modulation
我们提出了一种实用的方法来操纵量子Rabi模型中的反转(CR)相互作用,通过在该模型中的量子二能级系统的跃迁频率引入正弦调制。通过选择合适的调制频率和幅度,可以在Jaynes-Cummings机制(包括弱耦合和强耦合)以及超强耦合机制中实现CR相互作用的增强和抑制。特别地,我们计算了增强CR项下腔真空态的输出光子发射。我们的结果表明,连续和稳定的光子发射腔真空中可以观察到的Jaynes-Cummings制度作为这种增强的结果。我们的方法可以在超导量子线路中实现。
2016-03-29 quant-ph
Quantum dynamics of molecular ensembles coupled with quantum light: Counter-rotating interactions as an essential component
该研究基于宏观量子电动力学分析多分子系统,证明反旋相互作用对能量位移、偶极相互作用及布居动力学不可或缺。
2023-07-27 quant-ph
Phases of a rotating Bose-Einstein condensate trapped in a hard-wall potential
Université Sorbonne Paris Nord(巴黎索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Hellenic Mediterranean University(希腊地中海大学);HMU Research Center, Institute of Emerging Technologies(HMU新兴技术研究所)
研究硬壁势阱中旋转玻色-爱因斯坦凝聚体的相,明确不同耦合强度与旋转频率下的涡旋态转变及坍缩特性。
2026-10-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase diagram of rotating Bose-Einstein condensates trapped in power-law and hard-wall potentials
Hellenic Mediterranean University(希腊地中海大学);HMU Research Center, Institute of Emerging Technologies(HMU研究中心,新兴技术研究所)
研究弱相互作用二维玻色-爱因斯坦凝聚体在不同势场中的旋转相变,揭示幂律与刚壁势对相图稳定性的影响及不同约束下的标度特性。
2026-07-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Shortcuts to adiabaticity by counterdiabatic driving for trapped-ion displacement in phase space
绝热协议在量子技术中的应用受到噪声和退相干环境源的严重限制。通过反绝热驱动的绝热性捷径构成了一个强大的替代方案,它在模拟绝热动力学的同时加快了时间演化。在这里,我们提出了在连续变量系统中的反绝热驱动的第一个实验实施,一个捷径的绝热运输的被困离子在相空间中。由此产生的动力学相当于绝热轨迹的“快速运动视频”。该协议的鲁棒性优于基于经典局部控制和傅立叶优化方法的竞争计划。我们的研究结果表明,绝热性的捷径提供了一个强大的加速量子协议的量子技术的广泛适用性。
2019-07-11 physics.atom-ph quant-ph
Quantized circular motion of a trapped Bose-Einstein condensate: coherent rotation and vortices
研究了旋转力作用下囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋态的产生。对于简谐囚禁势,旋转力只引起整个凝聚体绕阱中心作圆周运动,而不依赖于原子间相互作用。为了产生纯涡旋态,必须将原子限制在非简谐囚禁势中。力的角速度的正弦变化可以大大提高创建的效率。我们提出了一个四次捕获势的情况下的分析和数值计算。解释了产生纯涡旋态所需的非谐捕获势的物理机制。[变更:增加了新的数值和分析结果,并改进了表示方法。]
1998-03-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spectral form factor and power spectrum for trapped interacting rotating bosons: Crossover from integrability to quantum chaos
Jamia Millia Islamia (A Central University)(贾米阿米尔蒂亚伊斯兰大学)
研究囚困相互作用旋转玻色子系统中量子混沌的出现,通过谱形式因子和功率谱分析,探讨弱和强相互作用下的行为差异,揭示玻色-爱因斯坦凝聚的宏观占据与相互作用和旋转对混沌的影响。
2026-09-01 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Carrier-envelope phase dependence in single-cycle laser pulse propagation with the inclusion of counter-rotating terms
通过数值求解全波Maxwell-Bloch方程,研究了单周期激光脉冲在二能级介质中的传输特性。在自发发射阻尼中加入了反向旋转项,使得运动方程与传统的Bloch方程略有不同。反向旋转项可以显著抑制色散引起的脉冲包络展宽和群速度下降。此外,对于包络面积为4 $π$的入射单周期脉冲,所产生的孤子脉冲相对于主脉冲的时间延迟关键地取决于入射脉冲的载波包络相位。这可用于确定单周期激光脉冲的载波包络相位。
2012-05-23 physics.optics quant-ph
Impact of counter-rotating-wave term on quantum heat transfer and phonon statistics in nonequilibrium qubit-phonon hybrid system
反旋波项(CRWTs)在具有强系统浴耗散的开放小量子系统中被认为是至关重要的。在这里,通过在一个非平衡量子比特-声子混合模型的例子,我们表明,CRWTs可以发挥重要的作用,即使在弱系统浴耗散的量子热传递。利用相干声子态,我们得到了热交换率分别由驻波项和CRWT贡献的量子主方程。我们发现,仅包括RWT,稳态热流和电流波动将显着抑制在大的温度偏置,而他们强烈增强,考虑CRWT此外。此外,对于声子统计,平均声子数和双声子关联几乎不受仅RWT的强量子比特-声子杂化的影响,而通过另外基于CRWT的合作跃迁,它们将显著冷却。因此,量子传热系统中的CRWTs应谨慎对待。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph