Cooling of a one-dimensional Bose gas
我们在实验上研究了一维简并玻色气体在原子连续外耦合作用下的动力学行为。虽然标准的蒸发冷却是无效的热化碰撞的情况下，在这个系统中，我们观察到大量的冷却。这种冷却通过均匀的粒子耗散和多体失相进行，使得能够制备否则意想不到的低温。我们的观察建立了温度和粒子数之间的标度关系，并提供了对量子世界平衡的见解。
2015-06-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Coherence and linewidth of a continuously pumped atom laser at finite temperature
由囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的原子向外耦合形成的连续波原子激光器具有广泛的应用前景。然而，为了使设备真正连续，需要一种补充BEC中原子的机制。本文计算了连续泵浦的原子激光束从囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体中输出耦合时的时间相干特性。我们发现，冷凝物的热波动可以显着降低输出光束的时间相干性，由于被困BEC和光束之间的原子相互作用，这可能会影响设备的实用性。我们证明了拉曼外耦合方案赋予足够的动量踢原子激光束可以导致显着降低线宽。
2015-07-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Markovian modeling of Fermi-Bose systems coupled to one or several Fermi-Bose thermal baths
提出了一种方法来描述耦合到一个或多个由费米子和/或玻色子组成的热浴的费米或玻色系统。该方法，称为耦合运动方程方法，适当地包括非马尔可夫效应。该方法是准确的，在全耦合近似时，只有玻色子粒子存在于系统和浴。该方法提供了一个近似的处理时，费米子存在于系统中和/或在一个或几个环境中。新方法的优点是在演化过程中适当尊重费米子的泡利不相容原理。我们说明的方法耦合到一个或两个热浴假设不同类型的量子统计（费米子或玻色子）的单个费米或玻色两能级系统。详细分析了费米系统与费米子热浴或玻色子热浴或两者混合热浴耦合的情况。随着未来的目标，以治疗费米系统形成的越来越多的两个能级系统（量子比特），我们讨论了可能的简化，可以在运动方程及其有效性的限制方面的系统-浴耦合或初始热浴温度。
2020-09-09 quant-ph
Interference of an array of atom lasers
本文报道了一系列原子激光干涉的观测结果。在介观光晶格中，不同的玻色-爱因斯坦凝聚体中的原子相互耦合，形成梳状相干原子束阵列。观察到的干涉信号来自重叠原子激光束的空间拍频，其在对应于2 ms的自由降落时间的垂直区域上被采样。测量了原子激光器的平均相对德布罗意频率。
2005-10-24 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Quantum information flow in impurity qubits interacting with Bose-Bose mixtures
本研究探讨了杂质量子比特与玻色-玻色混合物储库相互作用中的量子信息流，揭示了非马尔可夫动力学和集体退相干效应，并强调了种间相互作用对相干性和纠缠的关键影响。
2025-02-27 quant-ph
Tilted optical lattices with defects as realizations of PT symmetry in Bose-Einstein condensates
PT对称的玻色-爱因斯坦凝聚体理论上可以用复光学势来描述，然而，实验上实现这样一个描述粒子相干耦合的光学势是一个不平凡的任务。我们提出了一个PT对称系统的量子力学实现的实验，其中PT对称电流是由一个加速的玻色-爱因斯坦凝聚体在一个标题光晶格。如果晶格中所有其它阱的能量偏移的倾斜随时间变化，则由处于相同能级的两个阱组成的缺陷充当PT对称双阱。我们将冻结高斯变分振幅的时间依赖性映射到矩阵模型，并从六阱装置开始逐步增加系统尺寸。根据这个简单的矩阵模型，我们推导出条件下，厄米多阱系统的两个井的行为完全一样的PT对称系统的两个井。
2015-12-22 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Quantum noise in a transversely pumped cavity Bose--Hubbard model
研究了量子测量噪声对光学谐振腔中原子玻色格子气动力学的影响。我们描述的动力学由一个混合模型组成的玻色-哈伯德哈密顿原子和海森堡-朗之万方程的损耗腔场模式。我们假设原子最初是在晶格哈密顿量的基态准备的，然后开始与腔模相互作用。我们表明，腔场的波动起源于耗散耦合的光子从谐振腔导致了巨大的不同的影响，在不同的可能的基态阶段，即，超流体、超固体、莫特波和电荷密度波阶段。在超流波函数存在的前两个阶段，量子测量噪声作为驱动项出现，导致基态的过量噪声耗尽。系统离开地面尺度的时间尺度是通过解析确定的。对于后两个不可压缩相，量子噪声导致化学势的涨落。我们推导出相应的准粒子共振加宽的解析表达式。
2018-05-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spinor Dynamics-Driven Formation of a Dual-Beam Atom Laser
我们证明了一种新型的双光束原子激光器，它是由F=1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的相反偏振分量的外耦合形成的，该凝聚体的塞曼子能级布居通过自旋动力学相干演化。冷凝物是通过使用单光束行波偶极阱的全光学手段形成的。我们在场不敏感的$m_F=0$态中产生了一个凝聚体，并通过绝热压缩初始弱陷阱来驱动相干自旋混合演化。这种通过角动量守恒反应$2m_0\leftrightharpoons m_{+1}+m_{-1}$进行数关联的双光束被提出作为研究玻色-爱因斯坦凝聚体中纠缠和压缩的工具，并且在精确相位测量中具有潜在的用途。
2006-06-05 physics.atom-ph quant-ph
Non-Markovian polaron dynamics in a trapped Bose-Einstein condensate
通过回顾量子布朗运动模型，我们研究了被囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体（玻色极化子）中杂质的动力学。至关重要的是，该模型考虑了抛物线捕获势，以类似于实验条件。因此，我们在这里详细介绍了形式推导如何变化，由于气体陷阱，在比较均匀的气体。我们首先发现，气体陷阱的存在导致一种新形式的浴-杂质耦合常数和更大程度的超欧姆谱密度。这表现为系统动力学对过去历史的不同依赖。为了量化这一点，我们引入了几种技术来比较均匀和不均匀气体中产生的不同数量的记忆效应。我们发现在第二种情况下它更高。此外，我们还计算了杂质的位置方差，代表了一个可测量的量。结果表明，杂质经历超扩散和真位置压缩。详细说明如何通过调谐玻色-爱因斯坦凝聚体陷阱频率来增强或抑制这两种效应。
2019-01-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Bose-Hubbard lattice as a controllable environment for open quantum systems
研究了一维玻色-哈伯德晶格中杂质原子的开放动力学。我们推导出减少的杂质的演化方程，并表明，玻色-哈伯德晶格的行为作为一个可调的工程环境，允许模拟马尔可夫和非马尔可夫动力学在一个控制和实验可实现的方式。我们证明了记忆效应的存在或不存在是由杂质引起的激发的性质的签名，分别在超流和莫特绝缘体的两个极限情况下被离域或本地化。此外，我们的研究结果表明，在这两个阶段中支持的激励可以被描述为信息载体。
2017-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic noise spectrum measurement by an atom laser in gravity
超冷原子的玻色-爱因斯坦凝聚体可以通过跃迁到未俘获的超精细态来感测磁场的涨落。最近的研究表明，对耦合出的原子进行计数可以得到磁噪声的功率谱。我们计算的光谱分辨率函数的特点凝聚作为一个噪声测量设备在这个计划。我们使用的原子激光器的射频外耦合计划，考虑到重力加速度的描述。采用直观的和精确的三维和完全量子力学的方法，我们推导出不同大小和形状的凝聚体的位置相关的光谱分辨率函数。
2016-09-28 quant-ph
Influence of pump size on pattern formation in exciton-polaritonic Bose-Einstein condensates in the non-Markovian regime
V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute of the Far-East Branch of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院远东分校 V.I. 伊里切夫太平洋海洋研究所）；Far Eastern Federal University（远东联邦大学）
研究非马尔可夫 regime 中激子极子凝聚体在非相干泵浦下的动力学，发现泵浦区域面积增大导致不同空间结构的出现，短记忆时间下凝聚体可形成扩展态，长记忆时间下则增强凝聚体形成并抑制物质波发射。
2026-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.PS
Cooling and frequency shift of an impurity in a ultracold Bose gas using an open system approach
我们研究沉浸在玻色-爱因斯坦凝聚体中的谐波俘获粒子（例如离子）的量子动力学。超冷环境充当冰箱，因此，对离子运动的影响是耗散的。我们研究完全耦合的量子动力学的粒子和玻色气体的线性化制度，对待准粒子激发的气体作为（非马尔可夫）环境的粒子动力学。后者的密度算子遵循一个已知的非马尔可夫主方程与一个高度非平凡的浴关联函数，我们确定和详细研究。可以读出粒子振荡的相应阻尼率和频移。我们能够确定一个量子朗道标准的谐波捕获粒子在超流环境中：频率$ω$远低于化学势，阻尼率强烈抑制的幂律$ω^4$。这个判据可以看作是从经典的朗道判据中产生的，该朗道判据涉及临界速度与海森堡的不确定原理相结合，用于量子粒子的定域波包。此外，由于玻色气体的有限大小，一段时间后，我们观察到记忆效应，从而非马尔可夫动力学的量子振荡器。
2017-07-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of a nonlinear quantum oscillator under non-Markovian pumping
研究了非马尔可夫泵浦下量子非线性振子的动力学。这类模型可以描述激子-极化激元玻色-爱因斯坦凝聚体在受激散射和库激子弛豫过程中的形成。利用马尔可夫嵌入技术，我们得到了一个额外的自由度对应于动态记忆的随机微分方程的运动。结果表明，该振子渐近趋于固有非马尔可夫稳定的不动点对应于振子振幅和记忆变量的模的常数乘积。对应于这一点的状态表现出人口的无限增长，增长率随时间而下降。我们的结果表明，马尔可夫行为只能在有限的振子演化的早期阶段观察到的动力学记忆的衰减是足够快的。随着时间的增加，从马尔可夫制度到非马尔可夫制度的过渡与泵浦项的相移有关。研究了该振荡器的相干特性。发现粒子之间的相互作用限制了凝聚体群体的增长，从而阻碍了玻色-爱因斯坦凝聚体的形成。
2021-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.AO
Pulsed Raman output coupler for an atom laser
采用全三维描述方法，对原子激光器中的脉冲受激双光子喇曼耦合器进行了理论研究。用Hartree-Fock-Bogoliubov方程自洽地处理了有限温度玻色凝聚原子气体。该模型与最近的一个光学外耦合实验密切相关[E.W. Hagley等人，Science 283，1706（1999）]。我们分析了输出原子的动量分布，并展示了如何输出光束可以被用作被困原子气体的量子态的探针，以及如何以非线性的方式对其进行设计和控制。
2003-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Paired atom laser beams created via four-wave mixing
介绍了一种利用亚稳态氦原子激光器通过四波混频产生成对原子激光束的方法。射频外耦合用于从靠近凝聚体中心的玻色-爱因斯坦凝聚体中提取原子，并引发被捕获原子与未被捕获原子之间的散射。不同内部状态的相互作用强度不相等，允许能量-动量共振，这导致从零速度凝聚体散射的原子对的产生。在二维横向原子激光剖面中，散射光束与主原子激光有很好的分离。系统的数值模拟结果与观测到的原子激光空间分布吻合得很好，并表明散射光束是由四波混频过程产生的，这表明光束是相关的。
2008-09-25 quant-ph
Emergent Non-Markovian Nonlinear Qubit From Collective Spin Interactions
University of Georgia（佐治亚大学）；Center for Simulational Physics, University of Georgia（佐治亚大学模拟物理中心）
该研究以Kitagawa-Ueda单轴扭曲模型为对象，通过双重极限推导有限N修正，揭示封闭多体系统可产生涌现非马尔可夫退相位，为量子计算硬件的非马尔可夫噪声提供微观实现。
2026-08-11 quant-ph
Impurity dephasing in a Bose-Hubbard model
从开放量子系统的角度研究了零温下二维玻色-哈伯德模型中二能级杂质的动力学行为。给出了整个相图中的退相干结果，重点讨论了超流与莫特绝缘体之间的临界区域。特别是，我们展示了如何退相干和偏离马尔可夫行为是敏感的过渡是否在相称或不相称的密度。的玻色-哈伯德环境的光谱和它的非高斯统计的作用，超出了标准的独立玻色子模型，突出。我们的分析采用了最近开发的方法[Phys. Rev. Research 2，033276（2020）] -与从属玻色子方法密切相关-使我们能够捕获整个相图中的相关性。这种半解析方法为我们提供了一个深入了解的物理自旋退相干在超流和莫特阶段，以及接近相变。
2021-01-28 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Breakdown of Bose-Einstein distribution in photonic crystals
在过去的二十年里，光子晶体中的纳米光子学研究取得了长足的进展。以前的光子动力学理论研究是在零温度下进行的。本文研究了有限温度下光子晶体中的微纳腔光子学。由于光子带隙诱导的非马尔可夫动力学，我们发现光子晶体中的腔光子不服从标准的玻色-爱因斯坦统计分布。在光子带隙内和带边附近，腔光子将非平凡的量子耗散与热涨落相结合，形成能够记忆初始腔态信息的光子态。结果，玻色-爱因斯坦分布在这些区域中被完全破坏，即使热能大于光子带隙。
2013-11-21 quant-ph
Markovian Treatment of non-Markovian Dynamics of Open Fermionic Systems
我们证明了一个耦合到具有幺正系统-环境演化的连续环境的开放费米子系统可以精确地映射到一个由物理费米子系统和一组经历非幺正Lindblad型系统-模演化的离散费米子模组成的辅助系统上，使得两种情况下费米子系统的约化动力学相同.在两个系统的约化动力学的等价性的条件被确定和证明。本文的研究是近年来玻色系统研究的推广[D. Tamascelli，A. Smirne，S. F. Huelga和M. B. Plenio，Phys. Rev. Lett. 120，030402（2018）]，以开放量子费米系统和多时间关联函数。通用结模型内的数值模拟进行说明。
2019-09-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
Supercorrelated decay in a quasiperiodic nonlinear waveguide: From Markovian to non-Markovian transitions
Institute of Theoretical Physics, School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院理论物理研究所）
研究准周期非线性波导中双光子能隙，揭示马尔可夫与非马尔可夫动力学转变机制，提出超导电路实验方案。
2025-12-18 quant-ph
Robust non-Markovianity in ultracold gases
研究了热涨落对探测量子比特与玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）库相互作用的影响。在[Haikka P et al 2011 Phys. Rev. A 84 031602]中研究了零温度情况，其中我们提出了一种方法来探测BEC的维数和散射长度的影响，该方法基于其作为环境的行为。在这里，我们表明，探针量子比特的灵敏度是非常强大的热噪声。我们给出了一个直观的解释的热弹性，表明这是由于我们的模型的探针量子位结构的独特选择。
2012-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantifying, characterizing and controlling information flow in ultracold atomic gases
我们研究了一个包含杂质量子比特的玻色-爱因斯坦凝聚库模型中的量子信息流。我们演示了如何量子比特和冷凝物之间的信息流量可以通过工程超冷水库实验现实的限制。我们特别强调非马尔可夫动力学，其特征在于从背景气体到量子比特的反向信息流，并在模型的参数空间中确定马尔可夫和非马尔可夫动力学之间的可控交叉。
2011-05-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Markovian probes in ultracold gases
我们提出了一个详细的调查两个物理上不同的量子比特模型的动力学，在玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）的超冷原子气体的影响下的退相。我们研究了每个量子位探针对环境噪声的鲁棒性;尽管这两个模型乍一看非常相似，但我们证明了它们以截然不同的方式退相干。这一结果对油藏工程研究以及利用量子比特作为超冷气体的量子探针具有重要意义。对于每个模型，我们研究是否以及何时，在适当的操作BEC，量子位的动力学可以描述的（非）马尔可夫过程，并考虑热涨落对量子位动力学的影响。最后，我们提供了一个直观的解释，我们观察到的环境的谱密度函数的现象。
2013-01-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Markovian dynamics in pulsed and continuous wave atom lasers
研究了基于双光子喇曼跃迁的连续输出耦合原子激光器的动力学特性。利用无时间卷积投影算符技术，导出了脉冲和连续波原子激光器的量子主方程。在脉冲原子激光器的情况下，无时间卷积投影算子技术的功率通过与精确解的比较被证明。结果表明，在一个中间耦合制度的Born-Markov近似失败，该算法的结果同意的精确解。为了研究连续波原子激光器的动力学，模型中考虑了泵浦机制。而泵机制内的Born-Markov近似处理，输出耦合导致非马尔可夫效应。无时间卷积投影算子技术得到的主方程的解在玻色-爱因斯坦凝聚体的占据数中表现出强烈的振荡。这些振荡可以追溯到量子干涉，这是由于非马尔可夫动力学和作为大质量粒子的色散关系的结果，在时间上缓慢衰减。
1999-06-29 quant-ph
Quantum dynamics of Bose-polaron in a $d$-dimensional Bose Einstein condensate
研究了任意维玻色-爱因斯坦凝聚体中杂质原子的量子运动。玻色-爱因斯坦凝聚体的Bogoliubov激发对杂质起到玻色子浴的作用。我们提出了一个详细的推导的$d$维朗之万方程描述的量子动力学的系统，和相关的广义张量，描述的频谱密度在充分的一般性。当杂质没有被捕获时，我们计算了均方位移，表明运动是超扩散的。我们还获得了明确的表达式的超扩散系数在小和大的温度限制。我们发现，在后一种情况下，这个系数的最大值在所有维度上都是相同的。我们还研究了平均能量的行为，并比较了各种尺寸的结果。在囚禁情形下，我们研究了压缩，发现在低维情况下可以得到较强的位置压缩。我们量化了粒子运动的非马尔可夫性，发现它随维数的增加而增加。
2020-07-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pseudo-thermalization in driven-dissipative non-Markovian open quantum systems
我们研究了一个“伪热化”效应，其中一个开放量子系统耦合到几个非马尔可夫水库提出了一个紧急的热行为，尽管它耦合到一个非平衡的环境。热行为是可见的，在静态和动态水平和系统满足波动耗散定理。我们的分析集中在弱相互作用的驱动耗散玻色气体的频率依赖的粒子泵浦和损耗的存在下，精确可解的模型，是基于量子朗之万理论，我们从微观量子光学模型开始推导。对于一般的非马尔可夫水库，我们证明了热性能的出现发生在对应于低能量激发的频率范围内。对于验证Kennard-Stepanov关系的非马尔可夫浴的特定情况，我们表明伪热化可以在所有能量尺度上发生。激子极化激元低温实验中的热定律的解释可能产生的影响进行了讨论。我们最后表明，无论是饱和泵浦或色散环境的存在下，导致伪热化效应的故障。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Markovian Dynamics of Open Quantum Systems via Auxiliary Particles with Exact Operator Constraint
提出带精确算符约束的辅助粒子场论，以忠实描述 Jaynes–Cummings 型开放量子系统的非马尔可夫动力学，并揭示光子 BEC 中隐藏的非厄米相变及其与激光相的连续联系。
2024-03-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase alignment in a lattice of exciton-polaritonic Bose-Einstein condensates
该研究用含非 Markov 储库耦合的随机 Gross–Pitaevskii 方程模拟极化激元凝聚晶格，揭示温度驱动的铁磁/反铁磁相位序渡越及高温有序保持机制。
2025-05-12 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
The space atom laser: An isotropic source for ultra-cold atoms in microgravity
在地面实验室进行的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的原子激光实验的特征是由重力加速的相干和定向的原子束。在微重力中，情况完全不同，因为动力学完全由原子之间的排斥相互作用决定，而不是由引力决定。结果表明，空间原子激光器的输出是一个从初始BEC缓慢向外扩展的球面波.我们对这种基于射频外耦合的新的物质波源进行了深入的理论研究，即使在初始各向异性的阱中，它也表现出位置和动量的各向同性分布.这种自由膨胀的壳形BEC的独特几何形状为微重力下的物质波提供了新的可能性，并与通过三角踢准直或绝热膨胀制备的其他物质波源互补。我们的工作为即将利用NASA在国际空间站上的冷原子实验室实现空间原子激光器的实验铺平了道路。
2019-02-01 physics.atom-ph quant-ph
Quantum engineering of a synthetic thermal bath for bosonic atoms in a one-dimensional optical lattice via Markovian feedback control
提出并研究了一种基于马尔可夫反馈控制的一维光晶格中玻色量子气体的合成热浴方案。我们的计划的性能量化的系统的稳态和有效的热状态之间的保真度。对于无相互作用的双阱和三阱系统，其稳态是一个精确的热态，这是由于所有耦合本征态对之间的转移率满足细致平衡条件。当有更多的晶格位置时，情况发生变化，其中细致平衡条件不再成立，但仍然是一个精确的近似。值得注意的是，我们的计划表现得非常好，在低温和高温制度，保真度接近1。在中间温度区（其中发生到玻色凝聚区的交叉）的性能稍差，保真度随着系统尺寸的增加而缓慢下降。我们还讨论了相互作用的情况。与非相互作用的情况相比，该方案被发现在较高的温度下执行得更好。另一个区别是，可以设计的最低温度是非零的，并且随着相互作用强度的增加而增加。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum-limited generalized measurement for tunnel-coupled condensates
本文提出一种基于原子受控出耦的广义测量方案，在隧耦合1D Bose气体系统中同时获取数差和相对相位，实现量子极限测量并跟踪Josephson振荡，为研究多时关联函数和连续监测下的空间扩展系统奠定基础。
2024-08-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Soliton resuscitations: asymmetric revivals of the breathing mode of an atomic bright soliton in a harmonic trap
State Research Center OPTIMAS and Fachbereich Physik, Technische Univerität Kaiserslautern（OPTIMAS州立研究中心与凯泽斯劳滕工业大学物理系）
研究了原子明亮孤子在谐振阱中呼吸模式的非对称复兴现象，通过推导频率谱近似表达式解释其非对称性。
2026-03-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Weak-Measurement-Induced Heating in Bose-Einstein Condensates
本文研究原子玻色-爱因斯坦凝聚体与远失谐探测激光弱相互作用时的量子反作用，通过广义测量过程建模并实验量化了沉积能量，揭示了杂散光学晶格和探测诱导光助碰撞两个系统性加热损耗来源及失谐依赖规律。
2023-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamical Mean-Field Theory for Markovian Open Quantum Many-Body Systems
开放量子多体系统描述了许多与量子模拟相关的实验平台，从超导电路阵列到光晶格中的超冷原子。它们的理论理解受到它们的大希尔伯特空间和它们的内在非平衡性质的阻碍，限制了许多传统方法的适用性。本文将非平衡玻色动力学平均场论推广到马尔可夫开放量子系统。在DMFT，Lindblad主方程描述的耗散玻色子的晶格被映射到一个杂质的问题，描述一个单一的网站嵌入在其马尔可夫环境和耦合到一个自洽场和非马尔可夫浴，后者占有限的晶格连通性校正超出Gutzwiller平均场论。我们开发了一个非微扰的方法来解决这个玻色子杂质的问题，它对待非马尔可夫浴在非交叉近似。作为第一个应用，我们讨论了具有非相干泵浦和两体损耗的驱动耗散玻色-哈伯德模型的稳态。我们发现，DMFT捕获跳跃引起的耗散过程中，完全错过了Gutzwiller平均场论，这至关重要地确定正常阶段的属性，包括重新分配的稳态人口，抑制本地增益和出现一个固定的量子芝诺政权。我们认为，这些过程的竞争与相干跳跃，以确定相变向非平衡超流体，导致强重整化的相边界在有限的连接。我们表明，这种转变发生作为一个有限频率的不稳定性，导致在时间上的一个重复的序参量，我们连接到一个量子多体同步过渡的量子范德波尔振荡器阵列。
2021-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipative Bose-Einstein condensation in contact with a thermal reservoir
我们研究了空间晶格上的开放量子自旋$1/2$或硬核玻色子系统的实时动力学，这些系统由马尔可夫量子主方程控制。我们推导出一般的条件下，该层次的关联函数关闭，使其时间演化可以计算半解析。扩展我们以前的工作[Phys. Rev. A 93，021602（2016）]，我们证明了一个纯耗散量子马尔可夫过程的普适性，该过程将自旋- $1/2$粒子系统驱动到完全对称的叠加态，对应于硬核玻色子的玻色-爱因斯坦凝聚体。特别是，我们表明，有限尺寸标度行为的耗散间隙是独立的选择的边界条件和基本的晶格结构。此外，我们考虑了均匀磁场的影响，以及耦合到热浴调查的敏感性的工程耗散过程的酉和非酉扰动。我们建立了作为温度和耗散耦合强度的函数的非平衡稳态相图。对于少量的粒子$N$，我们确定了一个参数区域，在该区域中，工程对称化耗散过程进行鲁棒性，而在热力学极限$N\rightarrow \infty$，耦合到热浴破坏任何长程序。
2016-07-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stabilizing strongly correlated photon fluids with non-Markovian reservoirs
本文介绍了一种新的方型谱频率相关非相干泵浦方案，用于研究耦合非线性谐振腔阵列中强关联光子。该方案可以通过具有宽的跃迁频率分布的人口反转的两能级发射器的水库来实现。我们的建议被预测为稳定的非平衡稳态共享重要功能的零温度平衡态与可调的化学势。我们确认了我们的建议的效率，玻色-哈伯德模型通过计算数值的稳定状态有限的系统尺寸：首先，我们预测的不可压缩莫特绝缘体的状态与任意整数密度的序列的发生对隧穿和损失呈现出很强的鲁棒性。其次，对于更强的隧穿振幅或非整数密度，系统进入类似于超流态的相干区。除了与零温度平衡态的整体协议，异国情调的非平衡过程，导致有限的熵产生的参数空间的特定区域中指出。平衡的基态被证明是通过增加频率依赖的损失恢复。从零温多体物理的量子模拟的角度，强调了这种改进方案的前景。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum simulation of zero temperature quantum phases and incompressible states of light via non-Markovian reservoir engineering techniques
我们回顾了最近的理论发展的强关联量子流体的光驱动耗散光子器件的稳定性，通过新的非马尔可夫水库工程技术。这种方法允许补偿损耗并选择性地重新填充光子布居，以便维持期望的稳态。它特别依赖于使用依赖于频率的非相干泵浦，例如，通过嵌入式两级系统保持在一个强反转的人口。作为这些方法的具体应用，我们讨论了光的莫特绝缘体（MI）态和分数量子霍尔（HHH）态的产生。作为第一步，我们提出的情况下，窄带发射光谱，并显示如何这允许稳定的MI和NITOH状态的条件下，光子状态是相对平坦的能量。一旦光子带宽变得与发射线宽相当，就会出现重要的非平衡特征和熵产生。作为第二步，我们回顾了一个更先进的配置与宽带频率分布的水库的基础上，我们强调这种配置的潜力，在零温度下的平衡量子相的量子模拟与可调化学势。作为一个证明的原则，我们建立了我们的计划的玻色-哈伯德模型的适用性，通过确认存在一个完美的协议与基态的预测都在莫特绝缘和超流区域，更一般地在参数空间的所有部分。展望未来的量子模拟更复杂的配置，最后，随着讨论我们的计划作为一个具体实现的量子退火。
2018-02-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Driven-Dissipative Bose-Einstein Condensation and the Upper Critical Dimension
本文用Keldysh场论研究驱动-耗散玻色-爱因斯坦凝聚，揭示上临界维度上下不同的凝聚机制，并通过重整化群发现在三维空间中由类Wilson-Fisher不动点控制的普适临界行为。
2024-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Collective decoherence of cold atoms coupled to a Bose-Einstein condensate
我们研究了冷原子（杂质）与简并玻色子量子气体环境相互作用的时间演化。杂质原子不同于环境原子，属于不同的种类。这使得一个可以同时捕获两个独立的捕获势，每个捕获势只对一种原子有效，而对另一种原子透明。当环境是均匀的，杂质被限制在由一组双阱组成的势中时，系统可以用有效的自旋玻色子模型来描述，其中每个位置的左或右阱的占据代表两个（伪）自旋态。本文精确地研究了这类系统的不可逆动力学，即，而不是用马尔可夫主方程单杂质和双杂质的动力学在自旋玻色子系统的标准退相干方面是显著不同的。我们特别展示了：i）相干振荡的出现，i）与自旋玻色子模型的标准相干态不同的超和次退相干态的存在，以及iii）系统中的相干性在长时间内的持久性。我们表明，这种行为是由于这样一个事实，即pseudospins有一个内部的空间结构。我们认为，集体退相干也提示环境的相关长度的信息。在一维构型中，仅通过调节浴的相互作用，就可以更强地改变退相的定性行为。
2009-10-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective dynamics of accelerated atoms
研究了加速原子与无质量场通过Unruh-deWitt型相互作用的集体动力学。我们首先推导出一个一般的哈密顿量描述这样的系统，然后，采用马尔可夫主方程，我们研究了相应的集体动力学。特别是，我们观察到，两个能级原子之间的纠缠的出现与它们之间的相干性的建立和超辐射发射。此外，我们表明，推导出的哈密顿量可以实验实施采用杂质的玻色-爱因斯坦凝聚体。
2017-11-09 gr-qc quant-ph
Quantum Optics of Chiral Spin Networks
本文在马尔可夫主方程的框架下研究了自旋为1/2的系统耦合到一个或多个手征一维玻色子波导的网络的驱动耗散动力学。我们确定如何之间的相互作用的相干驱动器和集体衰变过程可以导致纯粹的多体纠缠稳态的形成。这些多体暗态出现的关键因素是自旋与左右传播导模的非对称耦合。这样的系统是由耦合到光纤的原子的内部状态或耦合到自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的被捕获原子的运动状态的实验可能性激发的。我们讨论了在这个系统中出现的多体纠缠的Fisher信息的特征。
2015-04-15 quant-ph
Vortex formation and dynamics in two-dimensional driven-dissipative condensates
我们研究了格点玻色子在二维空间中的实时演化，其动力学由马尔可夫量子主方程控制。我们采用Wigner-Weyl相空间量子化，并推导出开放量子多体系统的泛函积分，它支配着Wigner-Weyl函数的时间演化。使用截断的Wigner近似，其中量子涨落只考虑在初始状态，而动力学是由经典的演化方程，我们研究了由于非厄米量子跳跃运营商的行动，构成耗散冷却机制的长程相关的积累。从一个对应于涡旋凝聚的初始无序态开始，耗散过程导致涡旋-反涡旋对的湮灭，并在后期建立准长程序。我们观察到，一个有限的涡密度生存的冷却过程，这与解析构造的无涡玻色-爱因斯坦凝聚体在渐近时间不一致。这表明需要包括截断维格纳近似之外的量子涨落，以完全捕获耗散玻色-爱因斯坦凝聚的物理学。
2016-11-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Reduced dynamics of two oscillators collectively coupled to a thermal bath
研究了一对非简并振子与热浴耦合的约化动力学。该模型与三线性玻色子模型有关，在三线性玻色子模型中，闲频模被提升为场。由于非线性耦合，这对振子的马尔可夫主方程允许非高斯平衡态，其中模式根据玻色-爱因斯坦统计分布。这些状态是亚稳态之前的非线性耦合被接管的线性耦合之间的个别振荡器和字段。各模的吉布斯态位于占据无限量子数的子空间中。我们给出了几个态的时间演化来说明系统的行为。
2013-05-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Path-Integral Formulation of Bosonic Markovian Open Quantum Dynamics with Monte Carlo stochastic trajectories using the Glauber-Sudarshan P, Wigner, and Husimi Q Functions and Hybrids
Nagoya University（名古屋大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本文提出基于路径积分公式的SDEs推导方法，利用准概率函数描述玻色子开放量子动力学，克服了平均场近似限制，并验证了其在可解模型中的准确性。
2025-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Origin of Limit Cycles, Fixed Points, and Critical Slowing Down
本文揭示了量子系统在趋近经典极限时如何涌现极限环振荡和代数衰减，通过单自旋与双格点有损Bose-Hubbard模型证明极限环对应Liouville谱中零退相干率分支，幂律衰减对应分岔点谱坍缩，并区分了经典不动点的有能隙量子谱。
2025-01-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.AO
A Tensor Network Framework for Lindbladian Spectra and Steady States
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Trinity College Dublin（都柏林三一学院）
提出基于张量网络的框架，利用复时间Krylov空间高效计算开放量子多体系统的稳态和低激发态，通过耗散辅助跳跃的Bose-Hubbard模型验证了高精度，并发现KPZ型超扩散弛豫和异常加速弛豫。
2026-06-08 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph quant-ph
Atom lasers, coherent states, and coherence: I. physically realizable ensembles of pure states
激光器，无论是光学激光器还是原子激光器，都是一个开放量子系统，它能产生一束相干的玻色子。远高于阈值，激光模式的稳态$ρ_{ss}$是具有随机相位的相干场态的混合，或者等效地，是数态的泊松混合。本文回答了这样一个问题：可以这样的描述，$ρ_{ss}$作为一个固定的纯态系综，物理实现？一个特定系统的纯态系综可以在物理上实现，如果在不改变系统动力学的情况下，实验者可以（原则上）在任何时候知道系统处于系综的纯态成员之一。这样的知识可以通过监测系统耦合的浴来获得，只要耦合可以通过马尔可夫主方程来描述。使用一个家庭的主方程（原子）激光器，我们解决了物理上可实现的（PR）合奏。我们发现，对于任何有限的自能$χ$的玻色子在激光模式，相干态系综是不是PR，最接近的一个可以来它是一个压缩态系综。这对于原子激光器尤其重要，因为在原子激光器中，由弹性碰撞产生的自能预计会很大。相比之下，数态系综总是PR。随着$χ$增加，PR系综中最接近相干态系综的态变得越来越压缩。然而，存在$χ$的值，其中具有明确定义的相干振幅的状态是PR，即使原子激光器不是相干的（在具有玻色简并输出的意义上）。我们讨论的物理意义，这种异常的条件相干性（条件玻色简并）。
2001-12-23 quant-ph
Discrete-phase-space method for driven-dissipative dynamics of strongly interacting bosons in optical lattices
本研究提出一种离散截断维格纳方法，可高效准确模拟耗散SU(N)自旋系统动力学，在三维强相互作用耗散Bose-Hubbard模型实验中验证了效果，且优于连续方法，为高维开放量子多体系统研究提供新工具。
2024-12-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
