Quantum direct cause across the Cherenkov threshold in circuit QED
研究了用超导电路模拟量子比特加速所引发的切伦科夫辐射。通过对辐射几率的分析，我们证实了切伦科夫速度阈值的存在，这意味着模拟超光速量子比特运动是可能的。一个问题立即出现了：这样的运动与因果关系原理相容吗？为了解决这个问题，我们进行了因果关系测试的模拟系统的基础上最近发展的概念的时间量子相关性，伪密度矩阵和时间量子转向。结果表明，即使在弱耦合条件下，单模近似也不成立。
2021-09-03 quant-ph
Simulating Quantum Fields with Cavity QED
由于实现完全可操作的量子计算机仍然遥远，量子模拟，其中一个量子系统被设计成模拟另一个，成为具有重要实际意义的关键目标。在这里，我们报告的变分方法利用自然物理的腔QED架构来模拟强相互作用的量子场。我们的计划是广泛适用于任何架构，涉及可调和强非线性相互作用与光，作为一个例子，我们表明，现有的腔设备可以模拟模型的强相互作用玻色子。该方案可以扩展到模拟系统的纠缠多分量场，超越现有的经典模拟方法。
2013-04-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Simulating fermion production in 1+1 dimensional QED
我们利用实时晶格技术研究了1+1维QED中的费米子-反费米子产生。在这种非微扰方法中，费米子的全量子动力学被包括在内，而规范场动力学可以通过对相关场强的经典统计模拟来精确地表示。我们计算非平衡时间演化的规范不变关联函数实现“低成本”威尔逊费米子。通过引入Dirac-Heisenberg-Wigner函数的格点推广，我们在静态背景场的极限下恢复了1+1维的Schwinger公式。我们讨论了由于所产生的费米子-反费米子对的反作用而引起的场的衰减，并将这种方法应用于强非均匀规范场。后者使我们能够讨论一个惊人的现象，线性上升的潜力之间建立生产的费米子聚束后，最初的电脉冲停止。
2013-04-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Simulating Effective QED on Quantum Computers
近年来，化学和凝聚态材料的模拟已经成为量子计算的杰出应用之一，为某些强关联电子系统的电子结构的解决方案提供了指数加速。到目前为止，大多数的处理都忽略了相对论效应的问题，这是最常见的量子电动力学（QED），也可以在量子计算机上模拟多项式时间。在这里，我们表明，有效的QED，这是相当于QED的二阶微扰理论，可以在合理的假设下在多项式时间内进行模拟，同时适当地处理所有四个组件的波函数的费米子场。特别是，我们提供了一个详细的分析，这种模拟的位置和动量的基础上使用Trotter-Suzuki公式。我们发现，$T$ -门的数量需要进行这样的模拟的$3D$晶格上的$n_s$网站规模在最坏的$O(n_s^3/ε)^{1+o(1)}$在热力学极限的位置基础模拟和$O(n_s^{4+2/3}/ε)^{1+o(1)}$的动量基础。我们还发现，量子化尺度稍好，最坏情况下的缩放$\widetilde{O}(n_s^{2+2/3}/ε)$的晶格eQED和复杂的准备电路导致一个稍差的缩放$\widetilde{O}(n_s^{5+2/3}/ε)$的动量基础。我们还提供了具体的门数模拟的相对论版本的均匀电子气，显示具有挑战性的问题，可以模拟使用少于$10^{13}$非Clifford操作，也提供了详细的讨论如何准备多参考配置的相互作用态的有效QED，可以提供一个合理的初始猜测的基态。最后，我们估计了准确模拟金等重…
2022-01-07 physics.chem-ph quant-ph
Simulation of the Majorana equation in circuit QED
本文提出了一种利用两个库珀对盒耦合到一维超导传输线谐振器来模拟一维Majorana方程的方案，该方案可以达到强耦合极限。通过适当地选择系统参数，我们能够设计出不同类型的相互作用，这是在扩大的实Hilbert空间中模拟Majorana方程所必需的。通过腔场的透射谱测量赝螺旋度守恒观测量，可以验证模拟的Majorana波函数。基于我们的保守参数估计，测量结果是实验上可分辨的。
2014-08-21 quant-ph
Quantum phases in circuit QED with a superconducting qubit array
芯片上的电路QED已经成为模拟复杂多体物理的强大平台。在这篇报告中，我们在超导量子比特阵列的电路QED中实现了一个具有反铁磁最近邻自旋-自旋相互作用的Dicke-伊辛模型。我们发现该系统表现出集体自旋-光子相互作用和反铁磁最近邻自旋-自旋相互作用之间的竞争，然后预测四个量子相，包括：顺磁正常相，反铁磁正常相，顺磁超辐射相，和反铁磁超辐射相。反铁磁正常相和反铁磁超辐射相是多体量子光学中的新相。在反铁磁超辐射相，反铁磁和超辐射序可以共存，系统具有$Z_{2}^{z}\otimes Z_{2}$\对称性.此外，我们发现了一个非常规的光子签名在这个阶段。在未来的实验中，这些预测的量子相位可以通过检测平均光子数和磁化强度来区分。
2014-02-24 quant-ph
Simulating accelerated atoms coupled to a quantum field
我们展示了静态量子发射器耦合到一个量子场的单模和加速Unruh-DeWitt检测器之间的类比。我们设想了一种方法来模拟各种相对论量子场设置超出了目前的计算能力，如大量的量子位耦合到量子场遵循任意的非惯性轨迹。我们的方案可以实现捕获离子和电路QED设置。
2011-09-01 gr-qc quant-ph
Engineering photonic dispersion relation and atomic dynamics in waveguide QED setup via long-range hoppings
College of Physics and Optoelectronics Engineering, Taiyuan University of Technology（太原理工大学物理与光电工程学院）；School of Integrated Circuits, Tsinghua University（清华大学集成电路学院）；Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学量子科学中心及物理学院）；Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education and Shanxi Province, Taiyuan University of Technology（太原理工大学先进换能器与智能控制系统教育部及山西省重点实验室）；Shanxi Key Laboratory of Precision Measurement Physics, Taiyuan University of Technology（太原理工大学山西省精密测量物理重点实验室）；State Key Laboratory of Quantum Optics Technologies and Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University（山西大学激光光谱研究所量子光学技术与器件国家重点实验室）
通过长程跃迁工程光子波导中的色散关系，实现对原子动力学的精确控制，并展示其在定向原子辐射和吸收中的应用。
2025-12-03 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
Quantum Simulations of Relativistic Quantum Physics in Circuit QED
本文提出了一种电路量子电动力学中相对论量子物理的模拟方案。通过使用三个经典的微波驱动器，我们表明，超导量子比特强耦合到谐振腔场模式可以用来模拟狄拉克方程和克莱因悖论在所有制度的动力学。使用相同的设置，我们还提出了实施的Foldy-Wouthuysen正则变换，之后的位置算子的时间导数成为一个常数的运动。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Simulation of anyonic fractional statistics of Kitaev's toric model in circuit QED
由于Kitaev环面模型中的任意子激发是完全定域的准粒子，因此可以动态地产生模型哈密顿量的基态和激发来模拟任意子干涉.我们提出了一个电路QED方案来模拟干涉测量。量子位-腔相互作用可以被设计成实现有效的状态控制以及量子位的受控动力学，这足以制备基态，创建和移除任意子激发，以及模拟任意子干涉。所使用的操作的简单性和高保真度打开了在不久的将来模拟宏观材料中任意子的分数统计的非常有希望的可能性。
2011-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Decoherence-free quantum dynamics in circuit QED system
研究了由一个电荷量子比特和两个超导传输线谐振器组成的电路QED系统中的退相干。我们证明了在电路QED系统的色散区中，一个TLR可以作为辅助子系统，实现由电荷量子比特组成的二分目标系统的无消相干量子动力学，而另一个TLR的条件是辅助TLR初始是一个适当的数态.我们的研究为量子系统中退相干的控制和操纵提供了新的见解。
2009-03-10 quant-ph
Analog Quantum Simulation of (1+1)D Lattice QED with Trapped Ions
量子模拟格点规范理论的前景为理解物质的基本形式开辟了令人兴奋的可能性。在这里，我们表明，被困离子在这种情况下，同时利用内部赝自旋和外部声子振动时，代表一个有前途的平台。我们说明了我们的想法与两个互补的建议，模拟晶格正则化量子电动力学（QED）在（1+1）时空维度。第一个方案用高占据数的局域振动代替规范场。通过数值的有限尺寸标度，我们证明了该模型以受控的方式恢复了Wilson的格点规范理论。它的实现可以在微阱阵列中放大到数十个离子。第二种方案用自旋1/2表示规范场，从而模拟了量子链模型。正如我们所展示的，这使得费米子物质可以被玻色子自由度所取代，从而允许在线性保罗陷阱中进行小规模的实现。这两种方案的工作能量尺度显着大于典型的退相干率在实验中，从而使调查的现象，如字符串断裂，科尔曼的量子相变，和假真空衰变。所提出的模拟仿真方案的基本思想也可以适用于其他平台，例如超导量子比特。
2017-08-18 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Information dynamics in cavity QED
在腔量子电动力学（QED）中，一个普通的实验装置是由一个二能级原子与光腔中的单模电磁场相互作用组成的。腔体由外部驱动，输出通过零差测量连续监测。我们推导出最佳速率的公式，在这些测量提供有关（i）的量子态的原子和电磁场组成的系统，和（ii）原子和场之间的耦合强度的信息。我们发现，这两个信息率是相关的。
2003-05-09 quant-ph
Generation of two-mode field squeezing through selective dynamics in cavity QED
提出了一种在腔QED中制备双模光场压缩态的方案。它是基于两个经典场和两个高Q谐振腔模式对到达时间随机的三能级原子束的双通道拉曼激发。结果表明，通过适当地选择光场的强度和失谐量，可以使动力学过程具有选择性，并在稳态时产生腔模间的双模压缩。该方案不需要准备原子和腔模的初态，对原子自发衰变具有鲁棒性。
2007-10-24 quant-ph
Hybrid quantum magnetism in circuit-QED: from spin-photon waves to many-body spectroscopy
我们介绍了一个模型的量子磁性诱导的非微扰交换微波光子之间的遥远的超导量子比特。通过将量子位和腔相互连接，我们得到了一个自旋玻色子晶格模型，该模型表现出量子相变，其中量子位和腔都自发极化。我们提出了一个多体模型，捕捉这种现象的所有方式，从微扰色散制度，光子可以追溯出来，非微扰超强耦合制度，光子必须在相同的基础上对待量子比特。我们的分析还再现了低能量激发，这是由混合自旋光子准粒子描述，并可以探测光谱从电路QED传输实验，如所示，通过模拟一个可能的实验矩阵产品状态方法。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Non-Markovian qubit dynamics in a circuit-QED setup
我们考虑一个电路QED设置，允许诱导和控制的量子比特的非马尔可夫动力学。非马尔可夫性通过其直接耦合到玻色子模式而在量子位上实施，玻色子模式可控地耦合到其他量子位模式系统。我们表明，这种配置可以实现在电路QED设置由两个初始独立的超导电路，每个电路由一个电荷量子比特和一个传输线谐振器，这是把相互作用的谐振器耦合到电流偏置的约瑟夫森结。我们解决了这个问题，然后进行了深入的调查的涌现非马尔可夫动力学的量子比特。我们的研究可能会服务于第一次实验评估的背景下，在一个多元素的固态设备的非马尔可夫。
2015-03-12 quant-ph
Dynamical quantum repeater using cavity-QED and optical coherent states
在腔QED的框架下，我们提出了一个利用相干光和耦合到光学腔的原子的量子中继方案。与传统的方案相比，我们只利用腔QED演化的整个量子中继器计划，从而避免任何显式执行的量子逻辑门。中继节点之间的纠缠分配是通过每个中继节点中的相干光脉冲与原子-腔系统相互作用来实现的。在我们以前的论文[D. Gonta和P. van Loock，Phys.Rev.A86，052312（2012）]，我们已经提出了一种使用耦合到光学腔的原子链的演化来纯化二分纠缠态的动力学协议。在这里，我们将这个协议的一部分，在我们的中继器计划，结合它与纠缠分布和交换的动态版本。
2013-11-05 quant-ph
Wave packet Rabi oscillations from phase-space flow in mesoscopic cavity QED
在半经典极限下研究了Jaynes-Cummings哈密顿量的动力学，将其化为量子标准形，导出了经典光滑观测量的相空间动力学。由此产生的系统半经典近似被用来分析拉比振荡的光子波包揭示微妙的后果的不确定原理。
2008-04-28 quant-ph
Sensitivity to measurement perturbation of single atom dynamics in cavity QED
本文研究了光腔中单个原子在强度调制的驻波作用下的非线性动力学过程。原子的运动改变了场的相位，然后通过输出场的零差检测来监测。我们表明，该系统的条件希尔伯特空间动力学，测量引起的扰动，强烈依赖于相应的经典动力学是否是正规或混乱。如果经典动力学是混沌的，则对应于不同观测记录的条件希尔伯特空间向量的分布趋于正交。这是量子混沌系统对扰动敏感的一个特征。
2000-05-03 quant-ph
State reduction dynamics in a simplified QED model
研究了一个简化的带电二态系统与电磁场模相互作用的量子电动力学模型。通过扩展薛定谔方程，使之包含随机项和非线性项，可以描述量子态约化的动力学过程。一个特定的选择修改后的薛定谔动力学的结果在稳定的相干场状态。由于与场模的相互作用，两态系统经历了诱导态还原到广义电流态。数值结果表明两个当前状态的初始叠加状态还原动力学。导出了两态系统的诱导约化时间尺度，并通过数值计算加以证实。
2008-08-29 quant-ph
Exact Markovian and non-Markovian time dynamics in waveguide QED: collective interactions, bound states in continuum, superradiance and subradiance
我们开发了一个形式主义的精确时间动力学波导量子电动力学（QED）使用的实空间方法建模。形式主义不假设任何特定配置的发射器，并允许马尔可夫动力学的研究完全解析和非马尔可夫动力学半解析与一个简单的数值积分步骤。我们利用该方法研究了连续介质中的亚辐射、超辐射和束缚态。我们讨论了新的现象，如细分的集体衰变率到对称和反对称的子集和非马尔可夫超辐射效应，可以导致集体衰变强于迪克超辐射。我们还讨论了可能的应用，如脉冲整形和相干吸收。因此，我们拓宽了稳态光子输运以外的实空间方法的适用范围。
2019-12-03 quant-ph
Dynamics of entanglement for coherent excitonic states in a system of two coupled quantum dots and cavity QED
研究了单模腔场作用下两个耦合大半导体量子点（$R/a_{B}\gg 1$）系统中相干激子态的纠缠动力学。在奇相干态中制备的腔场可以产生最大纠缠相干激子态。当腔内没有光子时，两个量子点之间激子相干态的纠缠达到最大。利用激子两个子系统的纠缠度研究了零温环境对激子相干态纠缠的影响
2002-11-11 quant-ph
An Ab initio Framework for Simulating Ultrafast Nonlinear Cavity Quantum Electrodynamics Spectra
School of Science, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学理学院）；Graduate School of Computer and Information Sciences, Hosei University（法政大学计算机与信息科学研究生院）；Key laboratory of colloid and interface chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University（山东大学化学与化工学院胶体与界面化学重点实验室）
本研究提出了名为cQUEDA的从头算框架，可模拟分子极化激元的超快非线性腔QED光谱，计算高效且适用性广，解决了腔QED中极化激元超快动力学模拟的核心问题。
2026-08-26 physics.optics quant-ph
Quantum Simulation of Two-Dimensional Free Dirac Hamiltonian in Multimode Circuit QED
KAIST（韩国科学技术院）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究在电路QED中实现了可编程的二维有质量狄拉克哈密顿量，通过单个拉比驱动量子比特耦合多模腔，观测到旋转颤动并验证了其动力学，为高维相对论量子模拟提供了紧凑平台。
2026-09-15 quant-ph
Distant emitters in ultrastrong waveguide QED: Ground-state properties and non-Markovian dynamics
本文从自旋玻色子模型出发，在旋转波近似下研究了两个两能级辐射体与一维欧姆波导耦合系统的静态和动态性质。利用静态和动态极化子Ansätze方法研究了有限间距对两量子比特系统的类伊辛相互作用、量子比特频率重整化、基态磁化强度和纠缠熵的影响.基于以前的工作，我们推导出一个有效的近似哈密顿量的双杂质SBM保持激发数，从而方便的分析处理。特别是，它使我们能够引入非马尔可夫性所产生的延迟反馈效应在两个遥远的发射器在所谓的超强耦合（USC）制度。我们测试我们的结果进行了数值模拟的离散电路QED模型，找到完美的协议与以前的结果，并显示出有趣的动力学效应产生的超强波导QED与遥远的发射器。特别是，我们重新审视费米两原子问题表明，在USC制度，初始相关性产生两个不同的演化对称和反对称状态，甚至在发射器成为因果连接。最后，我们证明了集体动力学，例如，超辐射或亚辐射不仅受发射器之间的距离的影响，而且由于显著的频率重整化，还受耦合的影响。这构成了USC制度的另一个动态后果。
2021-11-02 quant-ph
Cavity QED engineering of spin dynamics and squeezing in a spinor gas
我们提出了一种方法，工程自旋动力学的整数自旋原子系综限制在一个高精细光学腔。我们的建议使用腔辅助拉曼跃迁工程迪克模型的整数自旋原子，其中，在色散限制，减少到有效的原子-原子相互作用的合奏。这一方案为探索广泛的旋量多体物理提供了一条有前途的、灵活的新途径。作为一个例子，我们提出的结果表明，这种方法可以用来产生自旋1原子系综的自旋压缩。有了实际的参数，这个方案应该能够在比目前自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体实验短得多的时间尺度上实现实质性的压缩。
2017-12-13 quant-ph
A cavity-QED quantum simulator of dynamical phases of a BCS superconductor
我们提出用囚禁在光腔中的冷原子系综来模拟BCS超导体的动力学相。有效的库珀对通过原子的内部状态编码，并且吸引相互作用通过耦合到公共腔模的原子之间的虚光子交换来实现。控制的相互作用强度结合可调色散关系的有效库珀对允许探索的BCS模型的完整的动态相图，作为系统参数和准备的初始状态的函数。我们的提议为利用冷原子气体中的原子-光相互作用研究量子磁性和超导性的非平衡特征铺平了道路。
2021-03-23 quant-ph
Dissipative dynamics of the semiconductor-cavity QED with q-deformed bosons in the dispersive approximation
本文给出了一组$N$ -Frenkel激子在高密度区与单模腔场色散耦合时，在激子耗散和腔场耗散同时存在的情况下的动力学的完整解析描述。利用激子算符作为系统的q变形玻色子算符，解析求解零温下密度算符的Liouville方程，研究激子数和耗散对系统动力学行为的影响.我们利用主方程的解来研究非经典性质的耗散动力学，如分子-场纠缠、场的正交压缩和分子偶极压缩。我们发现，非经典性质的强烈影响的激子的数量，也由两个耗散的存在。
2007-10-20 quant-ph
Coherent single-photon generation and trapping with imperfect cavity QED systems
我们解析地研究了实际量子网络中腔QED节点的动力学行为。给出了耦合到微腔中的单个三能级$Λ$型原子或量子点相干捕获和产生具有给定波形的单光子脉冲的几个充分必要条件。我们证明，这些过程可以进行与实际的硬件-如腔QED系统是深在弱耦合制度-单光子脉冲包络上的一组限制。我们系统地研究了自发发射和寄生腔衰减对传输效率的影响，包括多个激发态参与动力学的情况。这项工作应该为量子网络操作的非常有效的优化开辟道路。
2006-08-05 quant-ph
Observables in Motion: A guide to simulating classical and quantum dynamics
本文介绍了一本教学教科书，旨在通过希尔伯特空间表示和Python实现，系统讲解经典与量子动力学的数学基础、数值模拟方法及开放量子系统技术。
2025-09-23 quant-ph
Cavity QED simulation of qubit-oscillator dynamics in the ultrastrong coupling regime
基于原子与高精细度光腔模相互作用中的共振拉曼跃迁，提出了一种在超强耦合区中耦合到单模电磁场的二能级原子的量子模拟.我们通过数值模拟表明，实现该计划的可能性与一个单一的铷原子，其中两个超精细基态组成的有效的两级系统，腔QED参数，应该是可以实现的，例如，微环形回音壁模式谐振器。我们的系统还可以模拟一个广义模型，其中原子反转和腔光子数之间的非线性耦合与（超强）偶极耦合处于同等地位，甚至可以在单原子水平上产生临界型行为。我们的模型考虑到耗散，我们特别注意的是，将很容易观察到的系统输出的可观。
2013-04-12 quant-ph
Metrological power of single-qubit dynamical Casimir effect in circuit QED
本研究通过量子拉比模型下的非平稳电路QED系统，利用可调频率二能级原子与单模谐振器耦合，数值计算表明量子Fisher信息显著超过经典极限，从而证明适当的参数调制可模拟动力学卡西米尔效应并产生具有计量学优势的非经典光态。
2025-08-13 quant-ph
Simulating the dynamics of time-dependent Hamiltonians with a truncated Dyson series
我们提供了一个通用的方法，有效地模拟含时哈密顿动力学的电路模型为基础的量子计算机。我们的方法是基于近似的截断戴森系列的演化算子，扩展了早期的建议贝里明确的时间依赖的哈密顿所产生的演化。提出了两种替代策略来实现时间排序，同时利用叠加原理在不同的时间对哈密顿量进行采样。我们的模拟算法的资源成本保留了最佳对数依赖于所需精度的倒数。
2018-05-02 quant-ph
Towards simulating 2D effects in lattice gauge theories on a quantum computer
规范理论是在基本水平上描述自然的最成功的理论，但获得解析或数值解往往仍然是一个挑战。利用现有的量子技术，提出了一个研究二维量子电动力学（2D QED）中基态性质的实验量子模拟方案。该建议建立在格点规范理论作为arXiv：2006.14160中的有效自旋模型的公式基础上，通过消除冗余自由度和对规范场使用有效的截断方案来减少所需的量子位数。后者赋予我们的建议的观点，采取一个良好的控制连续极限。我们的协议允许在原则上放大到大晶格，并提供的观点，连接晶格模拟低能量可观测的量，例如强子谱，在连续统理论。通过包括动力学物质和非最小规范场截断，我们提供了新的机会来观察当今量子硬件上的二维效应。更具体地说，我们提出了两个变分量子本征求解器（VQE）为基础的协议的研究磁场的影响，并采取了重要的第一步计算运行耦合的QED。对于这两种情况下，我们包括变分量子线路量子位为基础的硬件，我们明确适用于捕获离子量子计算机。我们模拟建议VQE实验经典计算所需的测量预算在现实条件下。虽然这种可行性分析是针对捕获离子进行的，但我们的方法可以很容易地适应其他平台。这里提出的技术，结合量子硬件的进步，为超越经典模拟的能力铺平了道路，通过扩展我们的框架，包括费米势或拓扑项。
2021-07-30 hep-lat quant-ph
Experimentally simulating the dynamics of quantum light and matter at ultrastrong coupling
描述光与物质之间基本相互作用的量子拉比模型是量子物理学的基石。它预测奇异的现象，如量子相变和基态纠缠在超强耦合（USC）制度，耦合强度可比的子系统能量。尽管在许多实验平台上取得了进展，但达到USC的少数实验仅限于光谱学：证明USC动力学仍然是一个突出的挑战。在这里，我们采用一个电路QED芯片与谐振器和transmon量子比特之间的适度耦合，实现精确的数字量子模拟的USC动力学。我们通过使用多达90个二阶Trotter步骤并在组合的Hilbert空间维度$\sim80$中探测两个子系统来推进固态数字量子模拟的最新技术，展示了Schrödinger-cat纠缠和深USC的大光子数特征。这项工作打开了大门，探索极端USC制度，量子相变和多体效应的迪克模型。
2016-10-31 cond-mat.supr-con quant-ph
Observing the Nonequilibrium Dynamics of the Quantum Transverse-Field Ising Chain in Circuit QED
我们展示了如何在电路QED的框架下，利用现有的技术，模拟和实验探测含时横向磁场中的量子伊辛自旋链。该装置为研究相互作用多体系统的非平衡动力学提供了一个新的平台。我们计算了它的光谱，为它的初步实验表征提供了指导。我们证明，淬火动力学和传播的本地化激发可以观察到与建议的设置，并讨论进一步可能的应用和修改这个电路QED量子模拟器。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative dynamics of circuit-QED in the mesoscopic regime
我们研究了谐振腔中初始填充介观相干场时电路QED器件的行为。腔与量子比特之间的强耦合产生了一个纠缠态，该纠缠态涉及介观准指针态关于腔耗散。相关场分量的重叠导致拉比振荡的崩溃和复苏。虽然量子位弛豫和退相不保留这些状态，一个简单的分析描述的电路QED设备，包括腔弛豫以及量子位耗散的耗散动力学从Monte-Carlo方法。的自发和诱导拉比振荡信号的显式预测推导和sucessfully与精确计算比较。我们表明，这些有趣的效果可以观察到一个10光子场在即将到来的电路QED实验。
2007-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of momentum entanglement in lowest-order QED
我们研究了两个大质量自旋为1/2的带电粒子之间的最低阶QED相互作用中产生的动量纠缠的动力学，随着两个费米子交换虚光子，动量纠缠随时间增长。我们观察到，相互作用的粒子与初始定义良好的动量之间产生的纠缠度可以是无限的。我们解释这种分歧的背景下，纠缠理论的连续变量，并展示如何规避这一明显的悖论。最后，我们讨论了两种不同的可能性，通过动力学操作或通过洛仑兹助推动量转化为自旋纠缠。
2006-01-25 hep-th quant-ph
Quantum Simulation of the Ultrastrong Coupling Dynamics in Circuit QED
我们提出了一种方法，通过在标准电路QED中对它们的动力学进行量子模拟，来获得对光-物质相互作用的超强（USC）和深强（DSC）耦合机制的物理实验访问。该方法利用双音驱动方案，使用最先进的电路QED技术，并且可以容易地扩展到一般的腔QED设置。我们提供了USC/DSC量子效应的例子，否则将无法访问。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
The quantum transverse-field Ising chain in circuit QED: effects of disorder on the nonequilibrium dynamics
我们研究了最近提出的电路QED框架下实现的量子横场伊辛链的几个动力学性质。特别强调的是放在系统的非平衡行为的无序的影响。我们表明，少量的制造引起的系统参数的混乱不危及观察到的先前预测的现象。基于系统的平均自由程的数值提取，我们还提供了一个简单的定量估计电路QED量子模拟器的非平衡动力学的某些无序效应。我们讨论了从弱到强无序的过渡，其特征在于系统的波函数的安德森局域化的开始，以及它导致的质的不同的动力学。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical quantum phase transitions in the dissipative Lipkin-Meshkov-Glick model and proposed realization in optical cavity QED
我们提出了一个光学腔QED配置，描述了一个耗散版本的Lipkin-Meshkov-Glick模型的无限协调的自旋系统。这个开放量子系统表现出一阶和二阶非平衡量子相变作为一个单一的，有效的场参数是不同的。从腔中发出的光提供了临界行为的可测量特征，包括自旋-自旋纠缠。
2008-02-01 cond-mat.other quant-ph
Zero-dimensional models for gravitational and scalar QED decoherence
本文研究了两个量子力学振子系统-浴玩具模型的动力学行为，该模型是通过截断到零空间维度的线性引力耦合到一个有质量的标量场和标量QED而得到的。标量引力玩具模型映射到相位阻尼振子上，而标量QED玩具模型近似映射到受双光子阻尼的振子系统上。玩具模型提供了潜在的有用的见解解决开放系统的量子动力学有关的全标量QED和弱引力场系统，特别是操作探针的初始标量场系统叠加态的退相干。
2022-12-06 gr-qc quant-ph
Characterizing entanglement dynamics in QED scattering processes
Università di Salerno（萨莱诺大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Fakultät für Mathematik, Universität Wien（维也纳大学数学系）
研究QED散射过程中宇称度自由度间的纠缠动力学，通过量子映射的谱结构确定纠缠动态，证明费米子初始态的最大纠缠被保留，迭代量子映射得到渐近最大纠缠态。
2026-07-28 hep-ph quant-ph
Finite-temperature nonlinear dynamics in cavity QED: A Thermofield Dynamics Approach
研究了原子+腔系统动力学中的热浴效应。温度的影响进行了探讨，使用热场动力学形式主义。结果发现，该系统的动力学是敏感的温度和热效应的微小变化，导致从规则到混沌运动的过渡增加不稳定性。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.atom-ph
Recurrent delocalization and quasi-equilibration of photons in coupled circuit QED systems
我们研究了双耦合电路QED系统中的光子布居动力学。对于足够弱的腔间光子跳跃，随着光子-腔耦合的增加，动力学经历了从离域到局域相，然后从局域到另一个离域相的双重跃迁。后一种离域相位与前一种不同;光子不是在两个腔之间振荡，而是在两个腔之间快速准平衡。这些现象归因于电路QED系统在超强耦合区中的两种性质不同的非线性行为之间的相互作用，其区别被广泛忽视。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Full observation of single-atom dynamics in cavity QED
我们报道了利用宽带外差光谱连续测量$\sim 250$ $μ$ s持续时间的单个渡越事件中原子与高精细光学腔之间的相互作用能。在很宽的范围内的原子腔失谐的测量揭示了从共振到色散耦合的过渡，通过传输通过腔的光的振幅到相位的原子诱导的信号的转移。通过抑制所有来源的多余的技术噪声，我们接近测量制度中的宽带光电流可以被解释为一个经典的记录条件量子演化的意义上最近开发的量子轨道理论。
1998-05-25 physics.atom-ph quant-ph
A gauge redundancy-free formulation of compact QED with dynamical matter for quantum and classical computations
我们介绍了一种方法来表达紧凑的量子电动力学与动态物质的二维和三维空间晶格在规范冗余的方式，同时保持平移不变性。通过变换到一个旋转坐标系，使物质与规范约束解耦，我们可以用对偶算符来表示规范场算符。在两个空间维度中，对偶表示完全没有任何局部约束。在三维空间中，对偶算符之间的局部约束仍然存在，但只涉及规范场自由度（而不是物质自由度）。这些公式，减少了所需的希尔伯特空间维数，可能是有用的数值（经典）哈密顿计算和量子模拟或计算。
2020-12-14 hep-lat quant-ph
Non-Markovian transient spectroscopy in cavity QED
我们从理论上分析了离开腔的瞬态场的测量，作为研究腔量子电动力学（QED）中非马尔可夫动力学的工具。结合动态去耦脉冲序列，瞬态光谱可以用于恢复由于不均匀加宽而在静止腔透射光谱中可能被遮蔽的光谱特征。这里介绍的形式主义可以被利用来执行原位噪声光谱学，揭示了一个强大的签名的量子噪声所产生的非对易观测值，一个纯粹的量子效应。
2022-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simulating the out-of-equilibrium dynamics of local observables by trading entanglement for mixture
在计算机上模拟多体量子系统的计算成本随着纠缠量的增加而增加，这一事实被认为是模拟其非平衡动力学的主要瓶颈。然而，在适当设计的近似下，动态的某些方面是稳健的。在这里，我们提出了一个可能的算法，允许系统地近似量子淬火后的本地运营商的平衡值。在我们的建议的核心是有一个想法，将系统的远距离部分之间的纠缠转化为混合，并在同一时间保持系统的本地约化密度矩阵。我们基准的算法通过研究淬火的二次费米哈密顿。
2019-06-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Neural quantum states for emitter dynamics in waveguide QED
本文将含时神经量子态（t-NQS）框架扩展至开放量子系统，提出一种新数值方法研究波导 QED 中任意间距量子发射体动力学，基准测试表明其性能媲美张量网络，具研究非平衡开放多体系统潜力。
2025-08-12 physics.comp-ph quant-ph
Ultrastrong coupling circuit QED in the radio-frequency regime
我们研究了多个超导量子比特与单个射频谐振器超强耦合的电路QED装置。在腔QED的这种极端参数状态下，电磁模式的动力学与所有其他相关时间尺度相比非常缓慢，并且可以描述为在由量子比特定义的绝热能量景观中移动的有效粒子。这项工作的重点放在两个或多个量子位的设置上，其中可以发生基态和激发态电势中不同类型的破环跃迁。具体而言，我们展示了如何在水平结构的变化和与这些过渡点相关的波包动力学可以通过常规的激发光谱和拉姆齐测量GHz的频率进行探测。更一般地说，这种分析表明，最先进的电路QED系统可以用来访问整个范围的粒子类量子力学现象超出了通常的耦合量子位和振荡器的范例。
2020-02-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Real Time Dynamics and Confinement in the $\mathbb{Z}_{n}$ Schwinger-Weyl lattice model for 1+1 QED
研究了具有阿贝尔$\mathbb{Z}_{n}$规范群的交错费米子Schwinger模型离散化后的$1+1$维量子电动力学的非平衡性质。我们看两个相关的现象：首先，我们分析的狄拉克真空相对于粒子/反粒子对生产的稳定性，无论是自发的和诱导的外部电场，然后，我们研究字符串断裂机制。我们观察到一个强大的约束，其作用是通过抑制自发对生产和字符串打破成夸克/反夸克对，表明系统动力学显示出一些平衡的功能。
2020-06-08 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Real-time-dynamics quantum simulation of (1+1)-D lattice QED with Rydberg atoms
我们展示了如何实现一个里德伯原子量子模拟器来研究阿贝尔（1+1）-D格点规范理论的非平衡动力学。一旦物质场通过高斯的局部对称性积分出来，该实现局部地编码$\mathbf{Z}_3$规范场的自由度。量子模拟器方案是基于当前可用的技术和可扩展到相当大的晶格尺寸。它允许，在实验上可达到的制度，探索不同的弦动力学，并推断施温格$U(1)$模型的信息。
2020-02-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-lat
