Simulations of ultracold bosonic atoms in optical lattices with anharmonic traps
本文报道了具有二次和四次限制势的二维和三维玻色-哈伯德模型的正则系综和巨正则系综的量子蒙特卡罗模拟结果。研究了超流-莫特绝缘体相变的量子临界性，分别在分隔两相共存的边界层和莫特绝缘相首次形成的陷阱中心.最近的模拟系统中的二次陷阱表明，过渡是不是在临界状态，由于有限梯度的限制潜力和临界波动被抑制。此外，它已被证明，量子临界行为恢复在平坦的限制势，因为它们接近统一的制度。我们的研究结果表明，四次陷阱表现出类似于二次的行为，但在局部中心的陷阱的散装过渡相比，二次的情况下，增强了临界波动。因此，四次陷阱为实验观察超冷玻色子原子在光晶格中的真实量子临界性提供了更好的前提。
2006-06-09 cond-mat.other
Noise induced interference fringes in trapped ultracold bosonic gases
研究了在噪声环境中囚禁于光学双势阱中的超冷原子的动力学行为。当准备在一个福克数状态下，该系统显示相位相干的平均密度分布使用标准的吸收图像技术，在没有噪声的情况下消失。这种效应表明，在多体系统中，外部环境也可以增强量子相干性，而不是破坏它。
2008-11-18 cond-mat.other quant-ph
Topological Properties of Ultracold Bosons in One-Dimensional Quasiperiodic Optical Lattice
分析了具有准周期超晶格势的一维Bose-哈伯德模型的拓扑性质。这个系统可以在具有无公度超晶格势的光晶格中相互作用的超冷玻色子中实现。我们首先分析了由余弦函数构成的准周期超晶格，我们称之为类Harper玻色-哈伯德模型。我们计算陈数，并观察到一个间隙关闭行为的相互作用强度$U$的变化。此外，我们还讨论了我们的系统中的体积边缘对应。此外，我们探讨了相图作为$U$和连续变形参数$β$的函数之间的哈珀类模型和另一个重要的准周期晶格，斐波那契模型。数值计算证实了无公度电荷密度波（ICDW）相位是拓扑非平凡的，并且在整个ICDW区域内是拓扑等价的。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Quantum measuring processes for trapped ultracold bosonic gases
在研究超冷原子在光晶格中的行为时通常采用的标准实验技术包括从原子样品在陷阱释放后的吸收图像中提取原子密度分布。量子力学的这一过程是由广义测量（POVM）描述的;在吸收图像中发现的干涉图样表明了一种基于固定相位、相干态的广义测量。我们表明，这导致一个平均原子密度，它不同于通常采用的，作为在多体状态的原子密度算符的期望值。
2008-11-06 cond-mat.other quant-ph
Ultracold dipolar gas in an optical lattice: the fate of metastable states
我们研究了超冷偶极玻色子在光晶格中的物理性质。我们发现，偶极-偶极相互作用导致许多绝缘亚稳态的出现。我们使用瞬子理论的推广来研究这些状态的稳定性和寿命。我们还调查的可能性，准备，控制和操纵这些国家使用时间依赖性超晶格的修改和调制。我们表明，从一个亚稳态配置到另一个必然发生通过超流态，但可以完全控制在量子水平上。我们展示了如何在谐波陷阱的存在下，可以创建的亚稳态。我们的发现为亚稳态作为量子存储器的应用开辟了道路。
2008-06-18 cond-mat.other
Preparation and detection of d-wave superfluidity in two-dimensional optical superlattices
我们提出了一种利用超冷费米子原子在二维光学超晶格中产生和探测d波超流性的可控方法。我们的方案包括准备一个最近邻耦合的正方形斑阵或“超斑阵”阵列，并使用它们作为构建块来构建d波超流态。我们描述了如何使用这样的系统中的相干动力学演化实验探测配对机制。我们还推导出零温度相图的费米子在棋盘格（许多弱耦合的元格），并表明，通过调整元格间隧穿自旋相关或改变填充因子可以驱动系统进入d波超流相或库珀对密度波相。我们讨论了使用噪声相关测量实验探测这些阶段。
2008-06-02 cond-mat.other
Spatial quantum noise interferometry in expanding ultracold atom clouds
在一项开创性的实验中，Hanbury Brown和Twiss（HBT）证明了噪声相关性可以通过量子统计来探测（玻色子）粒子源的特性;这种效应依赖于两个不可区分粒子的可能检测路径之间的量子干涉。HBT关联--连同它们的费米子对应物--找到了许多应用，从量子光学到核物理和基本粒子物理。空间异质结双极晶体管（HBT）干涉术已被提出作为探测超冷原子强关联相位中隐藏有序的一种手段。本文报道了从光晶格阱中释放的铷玻色气体的莫特绝缘体相的测量结果。我们发现，在膨胀的原子云的密度起伏之间存在强的周期性量子关联。这些空间相关性反映了晶格中的潜在有序性，并在多波HBT干涉效应方面找到了自然的解释。该方法将为确定超冷玻色子和费米子原子的复杂量子相位提供一个有用的工具。
2005-03-23 cond-mat.other
Counting atoms using interaction blockade in an optical superlattice
我们报道了在光晶格中观察到的超冷原子的相互作用阻塞效应，类似于在介观固态系统中观察到的库仑阻塞。当晶格位置被转换成偏置双井，我们检测到一组离散的步骤在井人口增加偏置电位。这些对应于隧穿共振，其中势垒每一侧的原子数逐个改变。这使我们能够计算和控制给定阱中的原子数量。通过评估不同平台的幅度，我们可以完全确定的原子在晶格中的数量分布，我们证明了超流和莫特绝缘制度的情况下，87 Rb。
2008-04-21 cond-mat.other
Ultracold Heteronuclear Fermi-Fermi Molecules
本文报道了用磁场扫过种间s波费什巴赫共振，首次产生了两种费米子种6Li和40 K的超冷玻色子异质结分子。这使我们能够以高达50%的高效率关联高达4x10^4个分子。使用直接成像的分子，我们测量增加的寿命的分子接近共振超过100毫秒的分子-原子混合物存储在谐波陷阱。
2008-10-07 cond-mat.other
Towards a Bose-Glass of ultracold atoms in a disordered crystal of light
从一维莫特绝缘体出发，利用双色光晶格，在玻色原子被排斥相互作用钉扎的理想光学晶体中加入可控无序。随着无序度的增加，我们观察到莫特绝缘体共振的加宽和到具有平坦激发密度的绝缘态的过渡，这表明玻色玻璃的形成。
2006-11-13 cond-mat.other
Fractional-filling Mott domains in two dimensional optical superlattices
光学超晶格中的超冷玻色子在足够大的排斥相互作用下会表现出分数填充绝缘相。在严格的一维系统中，硬核玻色子和自由无自旋费米子之间的精确映射表明，晶格参数的任何周期性调制都会导致部分填充绝缘体畴的存在。在这里，我们专注于两个最近提出的现实的2D结构，这种映射不成立，即两条腿的梯子和三聚kagome的晶格。基于细胞强耦合微扰技术，我们提供了定量满意的相图，这些结构，并给出估计的发生的分数填充绝缘域的细胞间/细胞内跳跃幅度比。
2005-05-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Generation of macroscopic superposition states in ring superlattices
旋转环晶格中的超冷玻色子先前已经被证明可以形成不同准动量态的宏观叠加。我们证明了这种状态的产生使用稍微不均匀的环形晶格有几个优点：能隙减少严重的粒子数，从临界旋转频率失谐的敏感性降低，该计划不限于相称填充。我们表明，不同的准动量状态可以区分飞行时间吸收成像，并建议探测相关性通过多体振荡引起的突然变化的旋转频率。
2008-02-21 cond-mat.other quant-ph
Creation of resilient entangled states and a resource for measurement-based quantum computation with optical superlattices
我们研究了如何通过动态控制晶格势的形状来实现超冷原子在光晶格中的纠缠态。我们考虑一个额外的潜力（超晶格），允许分裂成一个双阱势的每个网站，和网站之间的势垒的高度控制。我们使用超晶格操纵来执行在原子的塞曼能级上编码的相邻量子比特之间的纠缠操作，而不必执行原子的不同振动状态之间的转移。我们展示了如何使用超晶格工程多体纠缠态弹性集体退相噪声。此外，我们提出了一种方法来实现基于测量的量子计算通过贝尔对测量的二维资源。我们分析了测量网络，允许执行量子算法，同时在整个计算过程中保持系统的弹性。
2008-03-18 cond-mat.other quant-ph
One-dimensional sawtooth and zigzag lattices for ultracold atoms
我们描述了超冷原子的可调谐光学双折射和锯齿晶格。利用由相称波长的光束产生的超晶格，可以实现包括锯齿形和锯齿形配置的可调谐几何形状。我们提供了一个实验上可行的方法，以完全控制间（$t$）和内（$t'$）单位细胞隧穿之字形和双晶格。我们分析了晶格几何形状从锯齿形到锯齿形的转换，并表明通过调整晶格参数可以在锯齿形构型中获得近平带。对于宽范围的晶格设置，第一激发带的带宽可以减小到高达基础带宽的2 $\%$。在可调谐的超冷晶格中，一个几乎平坦的能带将为研究与超冷原子相互作用驱动的量子多体态提供一个通用的平台。
2015-10-07 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Mott insulator phases of non-locally coupled bosons in bilayer optical superlattices
研究了双层光学超晶格中非局域耦合玻色子系统的基态性质，其中一层玻色子为软核玻色子，另一层玻色子分别为两体和三体硬核玻色子.我们发现，在一个层中的玻色子的不同的约束的存在下，影响整体的相图表现出各种莫特绝缘体相在不相称的密度，由于存在的超晶格势除了通常的莫特绝缘体在相称的密度。此外，两体或三体约束的存在下显着修改的莫特绝缘体-超流体相变点作为超晶格势的函数。由于各种竞争相互作用，约束和超晶格势的相图表现出显着不同的功能。我们用团簇平均场论方法得到了完整的相图。我们进一步扩展这项工作的耦合两个腿的梯形超晶格，我们得到类似的物理使用密度矩阵重整化群方法。
2020-01-19 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Exact Study of the 1D Boson Hubbard Model with a Superlattice Potential
我们使用量子蒙特卡罗模拟和精确对角化来探索具有额外超晶格势的玻色-哈伯德模型的相图。我们首先分析了超流和绝缘相的性质存在于硬核极限，通过乔丹-维格纳变换的精确分析处理是可能的。通过量子蒙特卡罗模拟实现了有限在位相互作用的扩展。我们将绝缘体/超流体相图确定为现场排斥相互作用、超晶格势强度和填充的函数，发现硬核情况下存在的具有分数占据数的绝缘体深入延伸到软核区域。此外，在整数填充情况下，我们发现在位斥力和超晶格势之间的竞争可以在莫特绝缘体和电荷密度波绝缘体之间产生相变，并出现一个中间超流相.我们的结果与光学超晶格中超冷原子的行为有关，而光学超晶格的研究正处于实验阶段。
2006-05-31 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Ratchets for Quantum Communication with Optical Superlattices
我们提出利用量子棘轮在光学超晶格中的原子链中传输量子信息。量子棘轮是由光学超晶格的连续调制产生的，这种调制在时间和空间上都是周期性的。尽管作用在原子上的平均力为零，我们证明了棘轮效应确实允许原子在偶数和奇数位置上沿相反的方向运动。通过在光晶格中加载二能级玻色子原子，该方案允许将压印在一个或多个原子中的量子比特或纠缠态完美地传输到晶格中的任何期望位置。从量子计算的角度来看，传输是通过完美交换门的平滑级联来实现的。我们分析设置与非相互作用和相互作用的粒子，在后者的情况下，我们使用的工具，最优控制设计最佳的调制。我们还讨论了该方法在当前实验中的可行性。
2007-11-07 cond-mat.other quant-ph
Fast initialization of a high-fidelity quantum register using optical superlattices
我们提出了一种快速产生可寻址量子位的量子寄存器的方法，该寄存器由存储在光晶格中的超冷原子组成。从半填充晶格开始，我们去除每隔一个晶格势垒，通过动态地打开超晶格电势，这导致具有单位填充的莫特绝缘体状态中的长波长晶格。由此产生的晶格的更大周期性可以使通过外部激光对原子进行单独寻址成为可能。我们发展了一个玻色-哈伯德模型，用于描述通过加入超晶格势使晶格周期加倍时，晶格中冷原子的动力学。从一个半填充到一个半填充的晶格的过渡的动力学进行了数值分析的帮助下的时间演化块抽取算法和分析使用Kibble-Zurek理论。我们表明，整个过程的时间尺度，即创建半满晶格和随后的晶格周期加倍，是显着快于绝热直接量子冻结成莫特绝缘体的大晶格周期的超流体。因此，我们的方法在快速时间尺度上提供了可寻址量子位的高保真度量子寄存器。
2007-06-11 cond-mat.other quant-ph
