Loss resilience of driven-dissipative remote entanglement in chiral waveguide quantum electrodynamics
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）；Department of Physics, University of Chicago（芝加哥大学物理系）
研究远程量子比特在手性波导中驱动耗散纠缠的稳定性，通过耦合存储量子比特提高纠缠度，并展示减少驱动量子比特纠缠可增强对波导损耗的鲁棒性。
2024-03-29 quant-ph
Quantum Channel Construction with Circuit Quantum Electrodynamics
量子信道可以描述量子力学允许的所有变换。我们提供了一个明确的通用协议来构建所有可能的量子信道，使用一个量子比特的辅助量子非破坏读出和自适应控制。我们的构造在物理资源和电路深度方面都是高效的，并且可以使用超导电路和各种其他物理平台进行演示。量子信道的构建有许多应用，包括系统稳定和量子纠错、马尔可夫和奇异信道模拟、广义量子测量的实现以及更通用的量子仪器。任意量子信道的有效构建为量子控制、量子传感和信息处理任务开辟了令人兴奋的新可能性。
2016-11-10 quant-ph
Quantum stabilization of a single-photon emitter in a coupled microcavity--half-cavity system
我们分析了谐振微腔中两能级发射体的量子动力学，其中光学反馈由远镜提供（即，半腔），其重点在于稳定发射器-微腔子系统。我们的处理完全在腔量子电动力学的框架内进行。具体而言，我们专注于动态的扰动暗态的发射器，以确定其稳定性（存在的时间振荡的解决方案周围的候选状态）或缺乏。特别是，我们发现的条件下，多个反馈模式的半腔有助于稳定性，显示出一定的类比与郎小林方程，它描述了一个激光二极管受到经典的光学反馈。
2019-02-23 quant-ph
Stabilization of nonclassical states of one- and two-mode radiation fields by reservoir engineering
我们分析了量子油藏工程方法，最初由[Sarlette等人在Phys. Rev. Lett. 107，010402（2011）- arXiv 1011.5057]，用于稳定高质量腔中的非经典场态。我们将该方法推广到两个非简并模共享的介观纠缠态的保护。储存器由原子流组成，这些原子流与腔体进行连续的复合相互作用，每个原子流将共振部分与非共振部分结合起来。我们得到一个详细的洞察工程油藏和退相干之间的竞争。我们表明，操作是相当不敏感的实验缺陷，因此，它可以在不久的将来，无论是在微波腔量子电动力学的背景下，或在电路QED。
2012-03-05 quant-ph
Confinement and lattice QED electric flux-tubes simulated with ultracold atoms
提出了一种利用光晶格中的超冷原子模拟2+1-d紧致晶格量子电动力学（QED）的方法。在我们的模型中，局域玻色-爱因斯坦凝聚体的位相对应于电磁矢势，局域数算符的涨落代表共轭电场。作为一个有效的低能理论，得到规范不变的Kogut-Susskind哈密顿量。然后，场耦合到外部静电荷。我们表明，在强耦合的限制，这引起了“电通量管”和禁闭。这种效应可以通过测量BEC的局部密度涨落来观察。
2011-12-28 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Compact, thermal-noise-limited optical cavity for diode laser stabilization at 1 x 10-15
我们证明了在无源光腔的热噪声极限下，半导体激光器的相位和频率稳定。该系统结构紧凑，采用了降低振动敏感度的空腔设计。亚Hz激光器的特征在于与具有类似分数频率稳定性（1 s时1 x 10-15）的第二独立系统进行比较。该激光器的特征还在于在超冷锶中分辨出2 Hz宽的超窄光学时钟跃迁。
2006-10-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Robust open-loop stabilization of Fock states by time-varying quantum interactions
量子谐振子（弹簧子系统）的稳定向目标Fock态的水库工程。这种被动和开环稳定的工作连续和相同的哈密顿相互作用与辅助系统，在这里的三能级原子（辅助梯子子系统），其次是部分跟踪这些辅助原子。标量控制输入控制相互作用，定义了梯子子系统中的原子跃迁与弹簧子系统共振。我们用它来建立一个与单个原子的时变相互作用，它结合了三个非交换步骤。我们表明，由此产生的水库鲁棒稳定任何初始弹簧状态之间的0和4n+3量子的振动朝着一个纯粹的目标Fock状态的振动数n。的收敛性证明依赖于一个严格的李雅普诺夫函数的建设引起的这个水库设置弹簧子系统的克劳斯映射。仿真与现实的参数对应的量子电动力学设置在巴黎高等师范学院进一步说明了该方法的鲁棒性。
2012-10-03 quant-ph
Single-photon Resolved Cross-Kerr Interaction for Autonomous Stabilization of Photon-number States
量子态可以通过施加以辅助系统为条件的主动反馈或通过储层工程而在存在固有损失和环境损失的情况下稳定。储层工程通过驱动和设计的熵排空的组合来保持期望的量子态。我们提出并实现了一个量子水库工程协议，在微波腔中稳定Fock态。该协议是实现与电路量子电动力学平台，其中约瑟夫森结提供两个超导波导腔之间的直接，非线性耦合。非线性耦合导致两个腔之间的单光子分辨交叉克尔效应，从而实现与有损耗环境的光子数相关耦合。用净极化的概念讨论了微波谐振腔的量子态，并通过测量其稳态维格纳函数进行了分析。
2015-04-13 quant-ph
Local-field approach to the interaction of an ultracold dense Bose gas with a light field
本文研究了激光电磁场在稠密玻色气体中的传播，导出了原子质心运动的非线性算符方程。我们的目标是提出一个自洽的一组耦合麦克斯韦-布洛赫方程的原子和电磁场广义到包括原子的质心运动。两个影响被认为是：超冷气体形成介质的麦克斯韦场修改其传播特性。与此相结合的是原子之间的偶极-偶极相互作用的影响，这导致了原子跃迁频率的密度相关的移动。它表现为位置相关的失谐，是非线性的原因。这导致从局域场方法的量子场论版本到量子介质中的电动力学的直接和物理透明的方式。物质场的方程是通用的。以前发表的非线性方程得到的极限情况。作为原子光学的一个应用，本文研究了玻色气体的密束散射问题。主要结论是，随着气体密度的增加，偶极-偶极相互作用抑制或增强散射取决于失谐的符号。
1998-11-19 quant-ph
Quantum electrodynamic description of ionization of the neutral hydrogen molecule
Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics, Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学计算数学与控制论系）
基于有限维量子电动力学与Lindblad主方程的统一框架，研究氢分子电离，揭示中性H2形成趋势及耗散、注入等过程对电离路径的调控，并证明轨道杂化将最大电离概率限制为3/4。
2026-07-20 quant-ph
Probing quantum phases of ultracold atoms in optical lattices by transmission spectra in cavity QED
对光晶格中的超冷原子的研究将各种学科联系起来，提供了一个操场，在那里，在凝聚态物理中制定的基本量子多体概念可以在更好的可控原子系统中进行测试，例如，强关联相位，量子信息处理。测量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）量子特性的标准方法是基于从破坏系统的陷阱释放的原子之间的物质波干涉。在这里，我们提出了一种基于光学测量的非破坏性方法，并证明了原子统计可以映射到高Q腔的透射谱。这对于研究莫特绝缘体和超流态之间的相变是非常有用的，因为不同的相表现出不同的光散射。加入腔量子电动力学（QED）和超冷气体的范式将使光和物质在最终量子水平上的概念性新研究成为可能，这只是最近才成为实验可能。在这里，我们预测在这种新颖的设置访问的效果。
2007-11-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Schwinger pair production with ultracold atoms
我们考虑了光晶格中的超冷原子系统作为量子电动力学（QED）中正负电子对产生的量子模拟器。在一维空间中，我们研究了电子对产生的非平衡现象，包括导致等离子体振荡的反反应。与以前的研究不同，量子链接模型，我们专注于无限维希尔伯特空间的QED和表明，它可以很好地近似实验采用玻色-爱因斯坦凝聚体与费米子原子相互作用。基于泛函积分技术的计算给出了在冷原子实验中实现QED现象所需物理参数的唯一途径。特别是，我们使用我们的方法来考虑量子链路模型在一个尚未探索的参数制度，并给出他们的能力，以捕捉物理的基本特征的界限。这些结果表明，对于高能粒子物理现象的量子模拟，使用相干多体态而不是单个原子实现的范式变化。
2016-08-08 cond-mat.quant-gas hep-ph quant-ph
Enhancements to cavity quantum electrodynamics system
我们展示了腔QED实验装置的升级计划。该系统由一个光学腔和一个耦合到其模式的超冷$^{85}$ Rb原子系综组成。我们建议对两者进行改进。首先，我们记录了一个新腔的建造过程，计划的精细度为$\sim$ 20000。我们解决了在安装过程中保持反射镜完整性和改善隔振的问题。其次，我们提出了改进的冷原子源，以实现更好的光泵浦和控制的原子通量。我们考虑了2-D光学糖蜜原子束偏转，并显示计算机模拟结果评估的设计。我们还研究了全光学原子束聚焦的可能性，但发现它需要不合理的实验参数。
2011-08-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Wilson Fermions and Axion Electrodynamics in Optical Lattices
在格点规范理论中，无质量相对论费米子的表述受到了物种加倍的基本问题的阻碍，即伪费米子的出现改变了基础物理。费米子质量的适当剪裁阻止了这种物种的丰富，并导致了所谓的威尔逊费米子。在这里，我们表明，超冷原子为我们提供了第一个可控实现这些范式费米子，从而产生一个量子模拟器的费米子格点规范理论。我们描述了一个新的计划，利用激光辅助隧道在立方光学超晶格设计威尔逊费米子质量。这个建议的高度通用性，使我们能够探索各种有趣的阶段，在三维拓扑绝缘体，并测试显着的预测轴子电动力学。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-lat
A scanning transmon qubit for strong coupling circuit quantum electrodynamics
就像为特定类别的问题设计的量子计算机一样，量子模拟器可以对经典计算机难以计算的量子系统进行定量建模。利用超冷原子和囚禁离子等系统对量子多体系统进行了量子模拟。超导电路最近被研究作为一种替代系统，其中微波光子被限制在耦合谐振器的晶格中，作为研究中的粒子，量子比特耦合到谐振器，产生有效的光子-光子相互作用。这样的系统有望深入了解相互作用玻色子的非平衡物理学，但需要新的工具来理解这种复杂的行为。在这里，我们演示了扫描transmon量子比特的操作，并提出其作为超导谐振器晶格内的光子数的本地探针的用途。我们将量子比特的耦合强度映射到单独芯片上的谐振器，并表明系统在宽扫描区域内达到强耦合状态。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optomechanical sideband asymmetry explained by stochastic electrodynamics
在随机电动力学的框架内，我们推导了激光束从悬挂镜反射的噪声谱。电磁场遵循麦克斯韦方程组，由确定性部分和随机性部分描述，确定性部分解释了激光场，随机性部分解释了热和零点背景波动。同样，镜面运动满足牛顿运动方程，由确定性和随机性部分组成，类似于朗之万方程。我们考虑一个光电探测器，它记录了从反射镜反射的场的功率，反射镜与频移参考光束干涉（外差干涉）。我们从理论上表明，光电探测器信号的功率谱密度是由四个部分组成：（i）一个确定性项与拍音符，（ii）散粒噪声，（iii）的实际外差信号的反射镜运动和（iv）交叉项之间的相关性测量噪声（散粒噪声）和反作用噪声（辐射压力散粒噪声）。后者引起拉曼边带不对称观察与超冷原子，腔光学力学和悬浮的纳米粒子。我们的经典理论完全再现了实验观测，并与量子理论处理所获得的结果一致。
2022-10-04 physics.optics quant-ph
Stabilization of collapse and revival dynamics by a non-Markovian phonon bath
半导体量子点（QD）已被证明是研究光-物质相互作用基本原理的多功能候选者[1-3]。与原子光学相反，耗散过程是由与环境的固有耦合引起的，通常被认为是实验和应用中稳定性能的主要障碍[4]。在本文中，我们表明，这是不一定的情况下。事实上，记忆环境可以增强相干量子光学效应。特别是，我们证明了非马尔可夫耦合到一个非相干的声子浴有稳定的相干量子点腔量子电动力学（cQED）的影响，通过抑制不规则的振荡和促进定期崩溃和复兴模式。对于低光子数，我们预测量子点动力学大大偏离著名的原子Jaynes-Cummings模型。我们的建议开辟了一条道路，通过专门设计的固态环境的光子量子效应的系统和故意的设计。
2012-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilization of bulk quantum orders in finite Rydberg atom arrays
Brown University（布朗大学）
本文提出了一种实验简便的方法，通过利用瑞利德系统中普遍存在的无序相性质，使边界进入无偏配置，从而在有限大小的阵列中稳定本征量子秩序。
2026-04-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipation-induced Sachdev-Ye-Kitaev physics in many-body cavity quantum electrodynamics
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
该研究证明腔QED器件可实现耗散SYK物理，通过单模腔原子自发辐射和多模腔光子泄漏两条路径，从不同闭系统极限收敛到相同非厄米随机矩阵普适类，其混沌特征可通过单原子分辨密度观测。
2026-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Cruising through molecular bound state manifolds with radio frequency
具有丰富内部结构的超冷分子的新兴领域目前吸引了很多兴趣。已经开发了各种方法来产生预设量子态的超冷分子。对于未来的实验，重要的是有效地将这些分子从它们的初始量子态转移到其他感兴趣的量子态。光学拉曼方案是很好的转移工具，但可能涉及设备，激光稳定和找到正确的过渡。在这里，我们展示了一个非常普遍和简单的方法，从一个量子态的分子转移到一个相邻的量子态，效率优于99%。该方案是基于塞曼调谐分子状态，以避免水平交叉，然后可以进行射频跃迁。通过在不同的交叉点重复这一过程，分子可以连续地传输通过大量的量子态。作为一个重要的副产品，我们的实验，我们展示了一个高精度的光谱方法调查水平交叉。
2007-08-29 quant-ph
Stabilization of Hubbard-Thouless pumps through nonlocal fermionic repulsion
该研究在含格点内与格点间竞争相互作用的广义Rice-Mele Fermi-Hubbard模型中发现，强格点间相互作用可抵消格点内排斥导致的量子化泵浦失效，恢复并稳定Thouless泵，且该现象与基态自发键序波相关，还提出了光晶格超冷磁性原子的实验实现方案。
2024-03-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Kramers-Henneberger Transformation
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institute of Photonic Sciences（光子科学研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究院）；Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Atominstitut, Technische Universität Wien（维也纳工业大学原子研究所）；Department of Physics, Guangdong Technion - Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院物理系）；Guangdong Technion - Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；ICREA（加泰罗尼亚高级研究学院）
本文提出将经典Kramers-Heinegger变换扩展到量子电动力学和量子光学领域，通过量子化陷阱位置考虑量子涨落，并提出光学机械实现以展示修正在实验中的表现。
2026-08-10 quant-ph
Topological phase transitions in the non-Abelian honeycomb lattice
在蜂窝状光晶格中捕获的超冷费米气体提供了一个有趣的场景，在那里可以测试相对论量子电动力学。在这里，我们将这个系统推广到非阿贝尔量子电动力学，其中无质量狄拉克费米子与有效的非阿贝尔规范场相互作用。我们展示了如何在这种设置中的各种拓扑相变发生，这是由于无质量费米子对生产事件，以及对湮灭事件的两种：自发和强相互作用诱导。此外，这种相变可以在光晶格实验中控制和表征。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-th
Cavity-quantum-electrodynamical toolbox for quantum magnetism
最近在光学谐振腔中观察到的超冷原子旋量自序现象为探索量子气腔系统中的磁序奠定了基础。基于这个平台，我们介绍了一个通用的方案，用于实现由各种类型的耦合，包括海森堡和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用组成的远程量子自旋哈密顿量。我们的模型是由一个有效的两个组件的玻色-爱因斯坦凝聚体，由两个经典的泵浦激光器和耦合到一个单一的动态模式的线性腔的双$Λ$计划。腔光子介导具有空间调制耦合系数的长程自旋-自旋相互作用，其中后者可以通过修改泵浦激光器的空间分布来调谐。作为实验相关的例子，我们证明，通过适当选择泵浦激光的空间分布，在临界激光强度之外会出现非手性畴壁反铁磁和手征自旋螺旋序。这两个阶段之间的过渡，可以观察到在一个单一的实验设置，通过调整反射镜的反射率。我们还讨论了我们的计划的实施其他类的自旋哈密顿的扩展。
2019-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamic Fabry-Perot cavity stabilization technique for atom-cavity experiments
提出一种低成本主动稳定技术，通过EOM移位SAS信号与PDH误差信号实现中等精细度FP腔的锁定与超过100 MHz的动态调谐，精度低于1 MHz，适用于各类腔QED实验。
2023-10-25 physics.atom-ph quant-ph
Observation and stabilization of photonic Fock states in a hot radio-frequency resonator
从射电天文学到核磁共振成像，微弱射频电磁场的探测在很多领域都起着至关重要的作用。在量子力学中，弱场的极限是单光子。在兆赫频率下检测和操纵单光子是一个挑战，因为即使在低温下，热波动也很大。在这里，我们使用千兆赫超导量子比特直接观察兆赫射频电磁场的量子化。利用该量子比特，我们实现了对热光子的量子控制，冷却到基态，稳定光子Fock态。从我们的控制释放谐振器，我们直接观察其再热化动力学与浴纳秒分辨率。将电路量子电动力学扩展到一个新的领域，我们可以在量子尺度上探索热力学，并允许量子线路与兆赫系统（如自旋系统或宏观机械振荡器）接口。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Few-Photon Fluorescence from Ultracold Bosons in an Optical Cavity
Lund University（隆德大学）；RNS Institute of Technology (Affilated to Visvesvaraya Technological University)（RNS理工学院（隶属于维斯瓦萨拉亚技术大学））；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马普物质结构和动力学研究所）；Universidad del Pais Vasco（巴斯克大学）
该研究在腔量子电动力学框架下，分析两种情形中超冷玻色子的荧光光谱，揭示其通用特征，为相关实验及理论发展提供线索。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Generation and stabilization of a three-qubit entangled W state in circuit QED via quantum feedback control
电路腔量子电动力学（QED）被证明是一个强大的平台，以实现量子反馈控制方案，由于能够控制超导量子比特和微波电路。在这里，我们提出了一个简单的和有前途的量子反馈控制方案的超导电路QED系统中的三量子比特$W$态的确定性产生和稳定。该控制方案是基于多个量子比特的连续联合Zeno测量的色散制度，这使我们不仅能够推断量子比特的状态，进一步的信息处理，但也创建和稳定的目标$W$状态，通过自适应量子反馈控制。我们使用量子轨道方法模拟了所提出的量子反馈控制方案的动力学，并证明了在适度的环境退相干的存在下，平均状态保真度高于$0.9$可以实现和维持相当长的时间（远长于单量子比特退相干时间）。这种控制方案也被证明是强大的对测量效率低下和个人量子比特衰减率的差异。最后，对极化子型变换法和常用的绝热消除法消除腔模进行了比较。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Towards $2+1$D quantum electrodynamics on a cold-atom quantum simulator
Università di Padova（帕多瓦大学）；Padua Quantum Technologies Research Center, Università degli Studi di Padova（帕多瓦量子技术研究中心，帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所（INFN），帕多瓦分部）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；University of Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（INFN-TIFPA，特伦托基础物理与应用研究所）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文提出利用冷原子量子模拟器实现(2+1)维U(1)格点规范理论的S=1截断，通过量子泽诺动力学实现规范保护，展示了高维格点规范理论的实验模拟前景。
2026-02-04 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
High Finesse Fiber Fabry-Perot Cavities: Stabilization and Mode Matching Analysis
由光纤端面上的微加工反射镜形成的光纤法布里-珀罗腔用于越来越多的技术和科学应用中，其中它们通常需要精确稳定其光学谐振。在这里，我们研究了两种不同的方法来构建光纤法布里-珀罗谐振腔和稳定的长度在腔量子电动力学实验与中性原子。一个压电机械致动腔与反馈的Pound-Drever-Hall锁定技术的基础上相比，一种新的刚性腔的设计，利用高的被动稳定性的单片腔间隔，并采用热自锁和外部温度调谐。此外，我们提出了一个一般的分析模式匹配问题的光纤法布里-珀罗腔，这解释了它们的反射线形状的不对称性，并具有重要的意义，光纤谐振器的最佳对准。最后，我们讨论了光纤产生的背景光子的问题。我们希望我们的研究结果有助于在未来将高精细光纤法布里-珀罗腔集成到紧凑和强大的量子器件中。
2016-03-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum-stabilized states in magnetic dipolar quantum gases
本文回顾了高度磁性原子超冷Bose气体中由量子涨落驱动的普适稳定机制，该机制防止系统坍缩并催生超稀薄量子液滴、晶化量子态及超固体等奇异量子稳定态的实验与理论进展。
2025-04-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Stabilization of multi-mode Schrodinger cat states via normal-mode dissipation engineering
非高斯量子态已经通过工程耗散在单模和双模电路量子电动力学结构中确定性地制备和自主稳定。然而，目前还不知道如何将这种技术扩展到多模非高斯系统。在这里，我们将耗散工程升级到非线性谐振器阵列的集体（正常）模式，并展示如何稳定多模薛定谔猫态。这些态是在任意数目的腔中离域的单模相干态的多光子和多模量子叠加。我们考虑定制的耗散耦合谐振器之间的参数驱动，并具有现场的非线性，这是一个克尔型非线性或工程双光子损耗。对于这两种类型的非线性，我们发现相同的精确封闭形式的解决方案的二维稳态流形的叠加的多模薛定谔猫态。进一步证明了在强耗散耦合的Zeno极限下，偶宇称多模猫态可以确定性地从真空中制备。值得注意的是，工程双光子损失引起了一个快速弛豫的稳定状态，保护状态准备退相干由于内在的单光子损失和定制耗散耦合的缺陷，在较长的时间设置。弛豫时间与系统大小无关，使得状态准备可扩展。多模猫态自然地被赋予了随系统大小呈指数增加的噪声偏置，并且因此可以被用于量子信息的增强的鲁棒编码。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Abelian optical lattices: Anomalous quantum Hall effect and Dirac Fermions
研究了超冷费米气体在非阿贝尔规范场作用下的性质。我们表明，这个系统可以被利用作为相对论量子电动力学的光学模拟，提供了一个显着的路线来访问的奇异性质的无质量狄拉克费米子冷原子实验。特别是，我们表明，潜在的闵可夫斯基时空也可以修改，达到各向异性制度，一个显着的异常量子霍尔效应和压缩朗道真空可以观察到。
2009-07-14 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Non-relativistic quantum electrodynamics for strong laser-atom interaction
在非相对论性条件下，利用微扰理论给出了强激光场中原子的量子电动力学公式。假设为偶极近似。对偶戴森级数，这里讨论的是奇摄动线性微分方程的伯克霍夫定理，可以应用和扰动系列得到变换的哈密顿量的保利-菲尔斯变换。但是，如果只有少数光子存在，则不能产生高阶谐波。因此，它被证明，奇高次谐波只出现时，激光场是强烈的，可以取代的创建和湮灭运营商的平均光子数的平方根采取是巨大的，该字段保留其相干性实验观察到的谐波。在这种情况下，微扰论的哈密顿量变成Kramers-Henneberger形式。当自由电子运动幅度大于原子半径时，该理论有偶极贡献。对于库仑势，外层电子被周期性地踢，从而证明了在强微波场中里德伯原子也会发生同样的情况。表示踢的分布具有仅具有奇数项的傅立叶级数。利用修正的瑞利-薛定谔微扰理论，证明了在原子运动振幅与原子半径之比相同的条件下，激光场对原子波函数的影响很小，这是由于激光场使原子的能级发生了重排.这就证明了在激光频率趋于无穷大的极限下是稳定的。当原子的Keldysh参数相对于原子的能级移动距离变小时，微扰理论就可以应用。
2001-01-17 hep-ph hep-th physics.atom-ph
Atom chip based generation of entanglement for quantum metrology
原子芯片为超冷原子气体的实验提供了一个多功能的“微芯片量子实验室”。它们已被用于各种主题的实验，如低维量子气体，腔量子电动力学，原子表面相互作用，以及基于芯片的原子钟和干涉仪。然而，原子芯片的一个严重限制是，迄今为止，控制原子相互作用和产生纠缠的技术还没有实验可用。这些技术使得基于芯片的纠缠多体系统的研究成为可能，并且是原子芯片在量子模拟、量子信息处理和量子精密测量中应用的关键先决条件。在这里，我们报告的实验中，我们产生的多粒子纠缠的原子芯片通过控制弹性碰撞相互作用与状态相关的潜力。我们用这种方法制备了两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋压缩态，并证明了它们对量子精密测量是有用的。所观察到的3.7 dB的自旋噪声降低结合自旋相干意味着凝聚体原子之间的四方纠缠，可以用来提高2.5 dB的标准量子限制的干涉测量。我们的数据显示出良好的协议与动力学多模模拟，并允许我们重建的维格纳函数的自旋压缩凝聚。这里所展示的技术可以直接应用于目前正在建立的基于芯片的原子钟。
2010-03-08 quant-ph
Quantum stability of self-organized atomic insulator-like states in optical resonators
我们研究了多体系统腔量子电动力学的一个范例：泵浦光谐振腔中的超冷原子气体。特别地，我们研究了原子类绝缘体态的稳定性，由腔场空间模式结构中出现的机械势限制。在开放空间中，当光学势足够深时，原子气体处于类莫特态。然而，在腔内，势取决于原子的分布，原子的分布决定了介质的折射率，从而改变了腔内场的振幅。我们导出了描述系统物理的有效玻色-哈伯德模型，并研究了超流-莫特绝缘体量子态之间的交叉。我们确定的参数区域的原子绝缘体状态是稳定的，并预测存在重叠的稳定区域对应于竞争的绝缘体状态。双稳态行为，控制的泵浦强度，是遇到在附近的移动腔共振。
2007-12-20 cond-mat.other quant-ph
Formation of Matter-Wave Polaritons in an Optical Lattice
本研究在光学晶格中构建超冷原子模拟的激子极化子系统，以原子激发和物质波替代激子与光子，实现可调无耗散的极化子相，并通过光谱探测能带及多体输运，为极化子量子物质研究开辟新途径。
2021-09-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strong parametric dispersive shifts in a statically decoupled multi-qubit cavity QED system
本文提出在静态解耦的多量子比特腔QED系统中，通过参数驱动共享dc-SQUID实现量子比特与腔相互作用的独立动态调控，并演示了脉冲参数色散读出，为量子信息处理提供了新的可调框架。
2021-03-18 quant-ph
Waveguide-coupled single collective excitation of atomic arrays
最近，人们投入了相当大的努力将超冷原子和纳米光子器件结合起来，不仅获得比自由空间实现更好的可扩展性和品质因数，而且获得原子-光子相互作用的新范例。介质波导为这种集成提供了一个有前途的平台，因为它们能够实现传播光的紧密横向限制，单通配置中的强光子-原子耦合以及由引导光子介导的潜在远程原子-原子相互作用。然而，在这样的原子-波导界面中制备非经典量子态还没有实现。在这里，通过使用沿光学纳米纤维捕获的单个铯原子的阵列，我们观察到耦合到纳米级波导的单个集体原子激发。存储的集体纠缠态可以用外部激光脉冲有效地读出，从而导致单个光子按需发射到导模中。我们通过抑制双光子分量来表征发射的单光子，并确认原子激发的单一特征，其可以以约25%的效率被恢复。我们的研究结果表明，是必不可少的新兴领域的波导量子电动力学的能力，量子网络，量子非线性光学和量子多体物理的应用。
2019-09-18 physics.optics quant-ph
Controlling many-body quantum chaos in a dissipative optical cavity
Institute of Physics and Center for Quantum Science and Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所与量子科学与工程中心）
研究典型腔QED设置的驱动耗散动力学，含可控无序和长程相互作用。发现腔损耗和自发辐射这两个耗散源结构不同，导出腔QED平台中多体量子混沌观测与控制的定量约束。
2026-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser-painted cavity-mediated interactions in a quantum gas
本文提出激光绘制的腔介导相互作用方案，通过结合腔量子电动力学与激光操控，实现范围、形状和符号均可调的原子长程相互作用，并经全动力学数值模拟验证其实验可行性。
2024-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Controlling Many-Body Quantum Chaos: Bose-Hubbard systems
本文提出通过引入控制哈密顿量，在混沌区域的Bose-Hubbard系统中利用不稳定平均场解实现相干量子目标导向，从而快速制备特殊量子态并稳定量子多体疤痕，为光学晶格实验提供了化学势时变控制方案。
2024-07-04 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Local polarization control of optical tweezer arrays
California Institute of Technology（加州理工学院）；Oratomic（奥拉原子）
本研究利用空间光调制器的局域双折射可调性，实现光镊阵列的局域偏振控制，将其应用于$^{88}\rm{Sr}$原子阵列完成差分光移均匀化等操作，可用于光镊原子钟和多区量子处理器。
2026-10-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Observing dynamical phases of BCS superconductors in a cavity QED simulator
本文利用腔QED模拟器编码Cooper对并调控色散与相互作用比值，首次直接观测到BCS超导体淬火后序参量衰减、稳态和持续振荡三种动力学相，为非常规超导和量子传感研究开辟新途径。
2024-02-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Strong interactions between integrated microresonators and alkali atomic vapors: towards single-atom, single-photon operation
本文研究原子包覆微环谐振器与铷原子系综的腔量子电动力学相互作用，在约50个原子下实现强耦合（协同度约5.5），并在少数原子下观察到单光子水平饱和，为迈向单原子-单光子操作提供了可部署的集成平台。
2024-04-05 physics.optics quant-ph
A dissipation-induced superradiant transition in a strontium cavity-QED system
本研究利用超冷$^{88}$Sr原子系综与高精细度光学腔耦合，首次在实验中实现了CRF模型预测的连续超辐射相变，并观察到单粒子自发辐射导致相变从二级向一级转变。
2024-08-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Toward quantum-noise-limited interferometric measurements of optical nonlinearity in vacuum
Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心/法国国家核子与粒子物理研究所，IJCLab）
提出高频相位噪声抑制（HFPNS）方法，通过添加延迟副本脉冲消除振动噪声，在原型干涉仪上实现相位噪声降低40倍，残余噪声仅为预期量子噪声的2.3倍，为真空光学非线性的量子噪声极限测量奠定基础。
2026-06-12 hep-ex physics.optics quant-ph
