Ultrafast phonon-mediated dephasing of color centers in hexagonal boron nitride probed by electron beams
本研究利用新型时间分辨阴极发光光谱,以亚飞秒分辨率测得六方氮化硼色心200 fs的超快声子介导退相干时间。
2024-04-15 quant-ph
Phonon-mediated coupling between quantum dots through an off-resonant microcavity
我们目前的实验结果显示声子介导的耦合两个量子点嵌入在一个光子晶体微腔。只有一个点在光谱上接近腔,我们观察到泵浦光通过$\sim1.2$太赫兹声子的频率上转换和下转换。我们证明了这一过程的弱和强制度的点腔耦合,并提供了一个简单的理论模型来解释我们的观察。
2011-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin Bath Decoherence Mediated by Phonons
我们引入了一个精确可解的模型来研究中心自旋与自旋浴相互作用的退相干,其中耦合是由声子介导的,我们假设声子处于相干态或热分布。对于相干态,我们发现退相干因子以高斯方式衰减,并且在短时间内变得与声子频率无关。如果声子能量远大于自旋-声子耦合或浴自旋完全极化,退相干时间变得与初始声子态无关。对于热态情况,随着温度的升高,声子在退相干中起着更重要的作用。我们还讨论了温度对自旋浴退相干贡献的可能影响。
2008-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mollow triplet for cavity-mediated laser cooling
在这里,我们分析了腔介导的激光冷却的实验装置与外部陷阱,强烈限制在腔轴的方向上的粒子的运动。结果表明,由于系统哈密顿量中的原子-声子-光子直接耦合项,定态声子数随原子-腔失谐量的变化呈现三个尖锐的极小值。这些共振与激光驱动原子系统的共振荧光中的Mollow三重态具有相同的起源。结果表明,激光拉比频率依赖的原子腔失谐产生最低的定态声子数为一个广泛的实验参数。
2013-10-15 quant-ph
Non-Hermitian Spin-Spin Interaction Mediated by Chiral Phonons
本文提出由手性声子介导的非对角非厄米自旋-自旋相互作用,利用声子动量与角动量锁定实现自旋选择性,并展示其在量子区域的可观测潜力及在级联量子系统、非厄米多体物理和冷却中的应用前景。
2024-11-25 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Phonon mediated non-equilibrium correlations and entanglement between distant semiconducting qubits
本文从理论上研究了一维耦合机械谐振器链中远距离半导体量子比特之间的非平衡关联和纠缠。每个量子位由双量子点(DQD)定义并嵌入机械谐振器中。这两个量子比特可以通过沿谐振链的声子转移耦合、关联和纠缠。我们计算了不同声子-声子耦合率下的非平衡关联和稳态纠缠,发现了一个由粒子数反转引起的最大稳态纠缠。结果表明,声子-量子比特混合系统可以产生高度可调的关联和纠缠,这将有助于介观物理和固态量子计算的发展.
2020-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated population inversion in a semiconductor quantum-dot cavity system
研究了连续波驱动下量子点腔系统中的激子反转。使用极化子为基础的主方程,我们证明了激发态人口在0.9以上的InAs点在声子浴温度为4K。在激子驱动的系统中,主要机制是来自声子浴的非相干激发。对于腔驱动,其机制是声子介导的光子阶梯态的基态和激发态分支之间的切换,量子轨迹模拟清楚地表明了这一点。激子反转作为失谐的函数被发现是定性不同的激子和腔驱动,主要是由于腔过滤。主方程的方法使我们能够包括重要的辐射和非辐射衰变过程的零声子线,光子和声子散射方面提供了一个明确的基本动态,并承认简单的分析近似,有助于解释物理。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bipolarons bound by repulsive phonon-mediated interactions
当修饰粒子(极化子)交换量子声子时,所产生的相互作用通常是吸引的。如果粒子具有硬核统计,并且通过动能项耦合到声子,则声子介导的相互作用是排斥的。在这里,我们表明,这种排斥声子介导的相互作用绑定到双极化子具有独特的属性的打扮粒子。这些双极化子状态出现在声子激发之间的间隙中,在双极化子连续谱之上。虽然双极化子是不稳定的,但它受到能量和动量守恒的保护,是一种具有大色散和零动量附近的负有效质量的新型准粒子。我们讨论了可能的实验实现的条件,形成这种排斥束缚双极化子。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Pure dephasing vs. Phonon mediated off-resonant coupling in a quantum-dot-cavity system
纯退相在文献中被广泛用于解释腔中量子点的实验观察。在许多情况下,它的使用是不够的,额外的条款需要“虚构”添加完成与观察到的数据,因为它是一个未知源的腔泵的情况。在这里,我们质疑作为退相干源的纯退相机制的有效性,并提出了一个基于声子介导耦合的理论研究,可以解释发射光谱和光子自相关和互相关的结果在最近的实验中,而不需要任何人为的假设。我们还证明了声子介导的耦合占最近报道的光子自相关函数和交叉关联函数的测量无法解释的功能。我们的工作阐明了这一领域的许多争论,并为实验验证和理论预测开辟了新的可能性。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-Mediated Quasiparticle Poisoning of Superconducting Microwave Resonators
非平衡准粒子是超导量子线路中退相干的重要来源。在这里,我们调查的准粒子中毒的机制进行本地准粒子注入设备。我们发现,准粒子中毒是占主导地位的对破坏声子在整个芯片的传播。我们描述的准粒子中毒的时间尺度的能量依赖性。最后,我们观察到,纳入广泛的正常金属准粒子陷阱导致一个以上的数量级减少准粒子损失为一个给定的注入准粒子功率。
2016-10-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Two-Color Pump-Probe Measurement of Photonic Quantum Correlations Mediated by a Single Phonon
我们提出并证明了一种通用的技术,使用双色泵浦-探测拉曼散射和光谱分辨,时间相关光子计数来测量单声子Fock态的寿命。在脉冲激光激发下,通过对单个Stokes光子的投影测量,概率地制备了$n=1$声子Fock态。由第二个时间延迟的激光脉冲产生的反斯托克斯光子的探测探测声子人口亚皮秒的时间分辨率。我们观察到强烈的非经典斯托克斯-反斯托克斯关联,其衰减映射的单声子动力学。我们的方案可以适用于任何拉曼活性振动模式。通过对双模纠缠振动态的制备和探测,可以对该方法进行改进,从而测量$n \geq 1$ Fock态的寿命或声子量子相干性。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon-mediated dark to bright plasmon conversion
本研究针对Drude-Lorentz模型在二维电子气量子受限等离激元与光学声子强相互作用场景下失效的问题,提出新量子模型,揭示亮声子-极化激元与暗等离激元间振子强度转移机制,为纳米结构光学响应设计提供新量子自由度。
2023-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Highly sensitive, photon number resolving detectors mediated by phonons using $δ$-doped GaAs transistors
本文报道了一种基于二维电子气晶体管的光子数分辨探测器。当光子脉冲撞击在吸收区域上时,所产生的声子在2DEG中朝向表面附近的沟槽隔离纳米线晶体管弹道地消散。声子-电子相互作用在晶体管中诱导正电导,导致电流增加。利用这一原理,我们获得了高达85%的这种类型的探测器的内部量子效率。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Phonon-mediated quantum discord in dark solitons
我们研究了暗孤子量子比特中的量子关联动力学,特别关注量子不和谐。近年来,具有相当长寿命的暗孤子量子比特被证明是信息处理的一个很好的候选者。根据暗孤子量子比特之间的精确距离,Dicke对称态和反对称态的衰减速率被抑制或增强。利用Renyi-2熵,我们导出了量子不协调的一个简单的解析表达式,并讨论了不同初态关联的产生和衰减。我们相信目前的工作可以为纯粹基于物质波声子学的新一代量子不和谐铺平道路。
2019-03-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Modeling phonon-mediated quasiparticle poisoning in superconducting qubit arrays
本文建立撞击后声子与准粒子动力学数值模拟框架,复现实验中QP中毒的时空特征,为辐射环境下超导量子处理器设计与运行提供依据。
2024-08-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Tuning photon-mediated interactions in a multimode cavity: from supersolid to insulating droplets hosting phononic excitations
本文提出将玻色气体耦合到多模环形腔,利用可调范围的光子介导相互作用实现超固体和绝缘液滴相,并揭示其中存在类声子激发模式。
2023-10-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strong squeezing via phonon mediated spontaneous generation of photon pairs
提出了一种利用双腔光机系统产生鲁棒压缩光场的方案,其中一个腔由蓝失谐激光驱动,另一个腔由红失谐激光驱动。这个双腔系统被示出有效地模仿的相互作用,这是类似的下变频器,这是已知的是一个源的强压缩的光场。然而,由于导致这种相互作用的声子可以对量子噪声做出贡献,因此存在区别。结果表明,即使在$10$ mK量级的镜温下,输出光场也能达到$10$ dB量级的压缩.
2014-03-25 physics.optics quant-ph
Phonon-mediated spin-spin interactions between trapped Rydberg atoms
我们从理论上研究了在光镊中捕获的中性原子之间产生声子介导的自旋-自旋相互作用的可能性。通过激光将原子耦合到里德伯态,出现了集体运动模式。我们表明,这些可以用来调解有效的自旋-自旋相互作用或量子逻辑门的原子之间的类似方案中所采用的被困离子。特别是,我们采用里德伯敷料在一个新的计划,以诱导所需的相互作用,我们表明,它是可以复制的Mølmer-Sørensen纠缠方案的工作。莫默-索伦森门广泛用于使用捕获离子量子比特的新兴量子计算机中,目前具有任何正在考虑的量子门中最高的量子数。我们发现,即使在非零温度下,两原子态的相干时间演化的任意高保真度。
2020-08-31 physics.atom-ph quant-ph
Phonon-mediated repulsion, sharp transitions and (quasi)self-trapping in the extended Peierls-Hubbard model
我们研究两个相同的费米子,或两个硬核玻色子,在一个无限的链和耦合到声子的相互作用,调制他们的跳跃所描述的Peierls/Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型。我们表明,交换声子产生有效的最近邻粒子之间的排斥,也引起了相互作用,移动对作为一个整体。双极化子相图表现出两个尖锐的转变,导致光二聚体在强耦合和平坦的二聚体色散在一些临界值的参数。这种二聚体(准)自陷发生在耦合强度,单极化子是移动的。这说明,取决于声子介导的相互作用的强度,声子的耦合可以完全抑制或强烈增强相关粒子的量子输运。
2018-01-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Phonon mediated conversion of exciton-polaritons Rabi oscillation into THz radiation
在强耦合制度的半导体微腔表现出在太赫兹频率范围内的能量尺度,这是固定的拉比分裂之间的上,下激子极化激元状态。虽然这个范围可以使用不同的激子介质调谐几个数量级,但两种极化激子状态之间的跃迁是偶极禁止的。在这项工作中,我们表明,在碲化镉微腔,拉比振荡驱动的太赫兹辐射实际上是活跃的,而不需要在微腔设计的任何变化。这是由于拉比分裂与声子-极化激元之间存在着独特的共振条件,从而导致了二阶非线性的极大增强。
2017-06-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of Superconductivity Mediated by Topological Phonons
拓扑声子绝缘体是声子系统中三维量子自旋霍尔绝缘体的对应物,因此,它们的拓扑表面的特征在于狄拉克锥形无隙边缘状态,这是由于体边界对应而产生的。我们提出了一个理论框架,在这些材料中可能的超导相,电子之间的相互作用是由拓扑声子介导的非平凡的边界模式。在BCS极限下,我们建立了一个自洽的双带隙方程,其解表明超导临界温度在类Kramers点处具有关于声子频率的非单调行为.当拓扑表面上的电子和声子具有相同的能量时,共振会产生这种显著的行为:这有效地增加了电子-声子相互作用,从而增加了库珀对结合能,从而建立了超导相的最佳条件。在这种机制下,$T_{c}$可以增加超过2倍,最大增强发生在简并声子平带极限。
2022-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spontaneous emission from a quantum dot in a structured photonic reservoir: phonon-mediated breakdown of Fermi's golden rule
我们描述了一个结构化的光子介质如何控制自发发射率从一个激发的量子点的存在下的电子-声子耦合。我们分析了这个问题,使用极化子变换的主方程,我们认为一个光子晶体腔和耦合腔波导的具体例子。我们发现,当光子和声子浴的弛豫时间是可比的,声子的影响自发发射在一个非平凡的方式。我们演示了为什么以及如何宽带频率依赖的局域光子态密度决定的光子发射率,体现在费米的黄金法则的完全崩溃。对于单腔共振,我们推广了Purcell公式,使之包含了电子-声子耦合的影响。对于波导,我们显示了抑制和200倍的光子发射率增强。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optomechanical quantum entanglement mediated by acoustic phonon fields
我们提出了两个空间分离的,本地电感电容(LC)振荡器,耦合到一个长的弹性带,作为一个量子热声场环境的光机械的量子时间演化的精确解。我们表明,光机械耦合到声学环境引起的因果纠缠动力学的两个LC振荡器之间的共振光子交换的情况下,它们之间,显着的纠缠发展,无论环境温度。这样的过程确立了可以经由连接的声子汇流条在超导量子比特之间产生分布式纠缠,而不需要共振声子释放和捕获。
2022-10-26 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Phonon-induced spin-spin interactions in diamond nanostructures: application to spin squeezing
我们提出并分析了金刚石纳米结构中长程自旋-自旋相互作用的一种新机制。与金刚石中的氮空位中心相关联的电子自旋之间的相互作用通过它们经由应变耦合到金刚石机械纳米谐振器的振动模式来介导。这种耦合导致声子介导的有效自旋-自旋相互作用,其可用于产生自旋系综的压缩态。我们表明,自旋退相和弛豫可以在很大程度上被抑制,允许在现实的实验条件下大量的自旋压缩。我们的方法对自旋系综磁学,以及声子介导的量子信息处理与自旋量子比特的影响。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon mediated electromagnetically induced absorption in hybrid opto-electro mechanical systems
预测了光机电混合系统(OEMS)双腔结构中电磁诱导吸收(EIA)的存在。我们讨论了OEMS中EIA的起源,它表现出在透明窗口内存在一个吸收峰。我们提供了EIA峰的宽度和高度的分析结果。EIT和EIA的组合对于光子切换应用特别有用。我们讨论的EIA不同于Lezama等人最初在原子系统中发现的EIA,并且可以根据弛豫参数不同条件下的三个耦合振荡器(而不是两个)的动力学来理解。我们报告的EIA也可以在超材料和等离子体结构中实现。
2013-03-15 physics.optics quant-ph
Unconventional magnetism mediated by spin-phonon-photon coupling
本研究理论提出自旋-声子-光子耦合可介导双二次长程自旋相互作用,产生非常规一级磁相变,具备超低功耗热辅助写入磁存储和原位磁调控潜力。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Assessing the operating characteristics of an ion-milled phonon-mediated quantum parity detector
California Institute of Technology(加州理工学院);NASA’s Jet Propulsion Laboratory(美国国家航空航天局喷气推进实验室);Washington University in St. Louis(圣路易斯华盛顿大学)
研究通过离子溅射工艺制备了声子敏感超导量子比特,实现了亚电子伏特的能量沉积阈值,并展示了其在稀有事件实验中的应用潜力。
2025-09-23 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det