Quantum Phase Transitions in a Linear Ion Trap
我们表明,量子相变的Tavis-Cummings模型可以实现在一个线性离子阱的量子计算提出的那种。Tavis-Cummings模型描述了玻色子自由度和集体自旋之间的相互作用。在离子阱中,集体自旋系统是N个离子内部电子态的对称态,而玻色子系统是离子质心模式的振动自由度。
2000-03-01 quant-ph
Manipulation of qubits in non-orthogonal collective storage modes
我们分析了两能级系统大系综的集体自旋自由度与单个中心量子位之间的量子信息传递。中心量子位和各个系综成员之间的耦合可以变化,因此提供对多于一种存储模式的访问。存储和操纵几个独立的量子位的手段推导的情况下,耦合强度的变化不允许解决的正交模式的合奏。虽然我们的程序和分析可能适用于许多不同的物理系统,为具体起见,我们研究的量子态之间的转移单电子自旋和一个系综的核自旋在量子点。
2012-06-06 quant-ph
Efficient quantum entanglement distribution over an arbitrary collective-noise channel
本文提出了一种在任意集体噪声信道上的有效的量子纠缠分布。该方案的基本思想是量子通信双方首先在光纤中传输受噪声影响较小的频率自由度上的纠缠态。双方共享光子对后,通过增加一些操作和设备,将光子对的频率纠缠转换为偏振纠缠,成功概率为100%。最后,利用偏振无关波分复用器和消除频率相干性的量子频率上转换,可以得到最大纠缠的偏振态。与传统的纠缠纯化协议相比,该方案在原理上是确定性的。令人惊讶的是,集体噪音带来了额外的优势。
2010-05-01 quant-ph
Efficient quantum key distribution over a collective noise channel
本文提出了两种在两种不同集体噪声信道下的有效量子密钥分发方案。集体噪声的公认假设是,光子在与噪声变化相比很小的时间窗口内传播。无噪声子空间由两个Bell态构成,引入空间自由度形成两个非正交基。虽然这些协议采用纠缠态对密钥比特进行编码,但接收器只需要执行单粒子乘积测量,并且没有基失配。此外,检测是被动的,因为接收器不在两个共轭测量基之间切换他的测量以获得密钥。
2009-08-17 quant-ph
Collectively enhanced high-power and high-capacity charging of quantum batteries via quantum heat engines
作为量子电池(QB)的一个模型,我们研究了由$N$二能级系统(TLS)组成的多体QB在量子热机(QHE)作用下的充电协议.我们专注于集体增强效果的充电性能的QB相比,个人充电。QB的一个具有挑战性的目标是在保持实验可行性、稳定性以及所需控制和资源的廉价性的同时实现充电功率和容量的大的集体增强。我们表明,我们的模型实际上表现出这些功能。事实上,我们的协议同时实现了渐近完美的电荷和几乎$N$阶平均功率增强,只有热能资源和简单的本地相互作用,在一个稳定的方式。由于发动机和电池之间相互作用的对称性引起的紧急玻色子量子统计,导致所有TLS的渐近完美激发,从而集体增强了容量。充电速度,因此平均功率共同提高了超辐射状的合作激发在有效的负温度。我们的研究结果表明,QHE实际上适合作为量子点的充电器,有效地利用集体增强,不仅将无序的热能转换为存储在量子自由度中的有序能量。
2020-09-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Hybrid noiseless subsystems for quantum communication over optical fibers
我们推导出无噪声子系统的一般结构,包含在一个序列的脉冲在光纤中进行集体去偏振的光辐射。这个结果是用来确定最佳的方式来实现量子通信的集体去极化信道,在一般情况下,结合各种自由度,如偏振和相位,到联合混合方案,以保护量子相干性。
2004-10-11 quant-ph
Deterministic and complete hyperentangled Bell states analysis assisted by frequency and time interval degrees of freedom
超纠缠贝尔态分析(HBSA)是超并行量子信息处理的重要组成部分。我们提出了一个完整的和确定性的HBSA方案编码的空间和偏振自由度(DOF)的双光子系统的辅助下,一个固定的基于频率的纠缠和时间间隔的DOF。空间超纠缠和偏振超纠缠的奇偶校验信息可以通过光子对的时间间隔来区分,相位信息可以通过探测特征来区分。与已有方案相比,通过引入时间间隔自由度,将辅助纠缠数从2个减少到1个。此外,附加的频率和时间间隔自由度遭受较少的集体信道噪声。
2022-05-19 quant-ph
Study of Quantum Decoherence in a Finite System -- Three Schroedinger Cats and Crossing of Classical Orbits
原子核在某种意义上是相当经典的系统。在过去,它们的现象被粗略地解释在经典的规则,如液滴模型。这一事实可以理解为,当我们看到一个像原子核这样的有限量子多体系统时,虽然它是一组量子力学粒子,但它的任何集体自由度都具有任何经典性。获得一个经典不依赖于对象的空间尺度。它是由一种叫做量子退相干的现象造成的。本文研究了有限核系统中的量子退相干。本文在调和三体问题(3只薛定谔猫)中,证明了作为子系统的一个自由度由于另外两个自由度而获得经典性。因此,我们可以假设,当一个核集体自由度与任何其他内部自由度耦合时,它将获得经典性。在本文中,我们还注意到在3薛定谔猫模型中,量子退相干与经典轨道交叉之间存在着某种联系。
2009-07-21 nucl-th quant-ph
Orbital elementary excitations as probes of entanglement and quantum phase transitions of collective spins in an entangled Bose-Einstein condensate
两种赝自旋1/2玻色气体的混合物表现出有趣的自旋和轨道自由度之间的相互作用。两个物种的集体自旋的各种数量的期望值在控制四个轨道波函数的Gross-Pitaevskii方程中起着至关重要的作用,其中玻色-爱因斯坦凝聚发生。因此,这些轨道波函数的元激发反映了集体自旋的性质。当两个集体自旋之间的耦合是各向同性的,带隙的轨道激发的能隙的峰值,而有一个量子相变在基态的有效哈密顿量的两个集体自旋,这已经被发现是最大的纠缠。
2011-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Detection of entanglement between collective spins
利用热力学量作为纠缠见证,可以检测到单个自旋之间的纠缠。这也适用于集体自旋,只要它们的内部自由度被冻结,就像弱耦合纳米磁体的极限一样。在这里,我们将这种方法扩展到检测自旋团簇的子系统之间的纠缠,超出这种弱耦合限制。由此产生的不平等违反自旋团簇具有不同的几何形状,从而允许零温度和有限温度纠缠的检测。在相关的和实验验证的条件下,所有需要的期望值可以追溯到单个自旋的关联函数,现在可以通过四维非弹性中子散射选择性地获得。
2013-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superradiant Quantum Materials
目前,人们对腔量子化光子场与材料中的电子或其他自由度之间的强耦合有很大的兴趣。一个主要目标是创造新颖的集体状态,使光子与这些自由度纠缠在一起。在这里,我们表明,在量子材料中的强电子相互作用和由光子场引起的长程关联之间的合作效应导致光和物质的相干相位的稳定。通过研究耦合到腔场的相互作用的电子的两个带模型,我们表明,可以实现一个相位的特征在于同时凝聚的激子和光子超辐射,因此稳定和交织的两个集体现象,这是相当难以捉摸的情况下,这种合作效应。
2019-01-14 cond-mat.str-el quant-ph
Degeneracy in excited-state quantum phase transitions of two-level bosonic models and its influence on system dynamics
本研究分析两能级玻色模型中激发态量子相变的能级简并度与系统尺寸的关系,揭示不同自由度下能隙的标度行为,明确时序关联函数平均值作为序参量的适用条件。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech nucl-th quant-ph
Are the ground states of randomly interacting bosons random?
玻色子自由度及其作为复杂量子多体动力学、对称性、集体行为、群聚和相变的一部分的出现在量子系统的现代研究中起着重要的作用。在这项工作中,我们提出了一个系统的研究由随机相互作用的多玻色子系统。我们的研究结果表明,随机相互作用玻色子的基态不是随机的,是由少数集体配置包含凝聚的集群。
2022-12-01 nucl-th quant-ph
Condensates of interacting non-Abelian $SO(5)_{N_f}$ anyons
从具有$SO(5)$自旋和$U(N_f)$味自由度的相对论费米子的一维模型出发,研究了$SO(5)_{N_f}$任意子的凝聚。在低能极限下,该模型自旋扇区中的准粒子是大质量孤子,形成$SO(5)$矢量或旋量表示的多重态。这些孤子具有内部自由度,称为$SO(5)_{N_f}$任意子。通过控制外加磁场,观察到了从自由任意子的稀气体到相互作用任意子的各种集体态的跃迁。我们确定广义parafermionic陪集描述这些集体状态,并提出了一个低温相图的任意子模式。
2019-09-05 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Revealing Collective Emission in the Single-to-Bulk Transition of Quantum Emitters in Nanodiamond Agglomerates
单个量子发射器构成了新兴量子技术的基本构建块。这些发射体的集体效应可能会进一步提高应用程序的性能。然而,当将材料缩放到更大的尺寸时,集体效应可能会被过渡到体属性所覆盖。在这里,我们探测纳米金刚石团聚体中氮空位(NV)中心的光学性质。我们量化的过渡从个别发射体发射荧光寿命测量,并找到一个过渡发生在发射器周围的$\sim 3$波长的长度尺度。虽然我们的寿命测量是一致的超辐射衰变,二阶关联函数,这是一个标准的措施,以揭示集体性质,未能探测集体效应,为我们的情况下,集体贡献域的排放。因此,我们提出并应用了一种新的措施来跟踪集体效应的基础上的波动统计的发射光。我们的工作指向系统地研究可扩展固态量子系统中的集体效应,并将其用于高掺杂纳米金刚石团聚体中的量子光学应用。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Collective Monte Carlo updates through tensor network renormalization
提出基于张量网络收缩的Metropolis-Hastings马尔可夫链,用于经典自旋系统,实现集体更新,在多种伊辛模型及三维情形中显著加速平衡,并具有广泛适用性。
2023-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech hep-lat