Discrete Parametric Oscillation and Nondiffracting Beams in a Glauber-Fock Oscillator
我们考虑一个Glauber-Fock振荡器，并表明衍射可以管理。我们展示了如何设计光束经历零衍射的波导阵列。我们找到了一个精确的分析家庭的无衍射本地化的解决方案。我们预测了Glauber-Fock振荡器中的离散参量振荡。
2016-08-23 physics.optics quant-ph
Autonomous Stabilization of Fock States in an Oscillator against Multiphoton Losses
本研究针对Fock态受多光子损耗影响的问题，在超导量子电路中采用级联选择性光子相加操作实现多光子Fock态自主稳定，延长了非经典特性保持时间，还可用于重置二项式编码逻辑量子比特，助力可纠错量子信息处理。
2024-05-17 quant-ph
Fidelity of Fock-state-encoded qubits subjected to continuous variable Gaussian processes
当谐振子受到线性阻尼、参量增益和与热环境的线性耦合等高斯过程的影响时，其相干态被变换为具有高斯Wigner函数的态。量子比特状态可以被编码在|0>和|1>量子谐振子的Fock态，并且它与知道在对谐振子进行高斯过程之后输出量子比特态的保真度有关。在本文中，我们提出了一个一般的表达式的平均量子比特保真度的输入相干态的输出的第一和第二的时刻受到高斯过程。
2013-12-12 quant-ph
Quantum harmonic oscillator state control in a squeezed Fock basis
我们使用类似于Jaynes-Cummings和反Jaynes-Cummings形式的工程Hamilton函数，在压缩Fock态基础上演示了对捕获离子量子谐振子的控制。我们证明了对于具有低$n$的压缩Fock态，工程哈密顿量再现了典型的Jaynes-Cummings物理的矩阵元素的$\sqrt{n}$标度，并且还检查了由于我们的控制场的有限波长而引起的偏差。从一个压缩的真空状态，我们应用序列的交替转移脉冲，使我们能够爬上压缩福克状态的阶梯，创建状态高达激发的$n = 6$高达8.7分贝的压缩，以及演示这些状态的叠加。这些技术提供了对谐波振荡器的新的状态集的访问，其可以适用于精密计量或量子信息科学。
2017-08-02 physics.atom-ph quant-ph
Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文提出利用参数驱动非线性机械振子中的 squeezed Fock 状态来增强机械量子比特的非线性与非谐振性，从而实现更灵敏的弱力传感。
2025-08-05 quant-ph
Experimental evidence for the breakdown of a Hartree-Fock approach in a weakly interacting Bose gas
研究了近一维弱相互作用玻色气体中准凝聚态的形成。我们表明，Hartree Fock（平均场）的方法无法解释的准凝聚在云的中心的存在：准凝聚出现通过相互作用驱动的交叉，而不是饱和的激发态。基于Bogoliubov理论的数值计算给出了与实验结果一致的交叉密度的估计。
2006-10-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Superradiance of Harmonic Oscillators
超辐射，增强集体发射的光从一个相干系综的量子系统，已被典型地研究在原子系综。在这项工作中，我们研究了谐振子相干系综的能量增强发射。我们表明，应该有可能观察到谐振子超辐射在各种物理平台，如波导阵列集成光子学和谐振器阵列电路QED。我们发现一般条件指定时，发射是超辐射和次辐射，并发现超辐射，次辐射和暗态的多模压缩相干态和高度纠缠的多模Fock态的形式。计算了多模Fock态、压缩态、相干态和热态等一系列初始态的强度、双模关联和衰变后俘获在系统中的量子分数。为了探索这些效应，Law和Eberly方案[C. K. Law和J. H. Eberly，Phys. Rev. Lett. 76，1055（1996）]的方法，并将其推广到在电路QED中制备高纠缠多模Fock态。
2011-07-25 quant-ph
Full statistics of ideal homodyne detection using real (noisy) local oscillator
我们表明，在一个平衡的零差检测设置涉及一个本地振荡器在一个理想的相干态的两个探测器的输出的完整的统计数据是实验上可访问的，尽管在实际的激光源中存在过量的噪声。这种可能性说明使用相位随机相干态信号，从中可以准确地获得Fock状态的统计。最近预测的[Kühn and Vogel，Phys. Rev. A，\textbf{98}，013832（2018）] Fock态的双探测器相关概率的实验验证针对态$\vert 1 \rangle$和$\vert 2 \rangle$。
2018-11-28 quant-ph
Adiabatic amplification of the harmonic oscillator energy when the frequency passes through zero
研究了谐振子频率随时间缓慢变化并通过零值时能量的演化。我们考虑了系统的经典和量子描述。我们表明，通过零值的一个单一的频率通道后，著名的绝热不变的能量与频率的比率（这并不适用于零频率）重新建立，但与依赖于初始状态的比例系数。在对具有相同能量的初始状态（特别是对于初始真空、Fock和热量子态）的相位进行平均之后，对初始状态的依赖性消失。在这种情况下，平均比例系数总是大于1。平均比例系数的具体值取决于零点附近频率对时间依赖性的幂指数。特别地，如果频率线性地趋向于零，则平均能量变为三倍。如果频率不止一次地达到零，绝热比例系数强烈地依赖于零点之间的时间间隔的长度，使得平均能量行为在多次通过零值之后变成准随机的。原始的Born-Fock定理在频率通过零点后不起作用。然而，它的推广被发现：初始Fock态成为一个广泛的叠加的许多Fock态，其重量不依赖于时间在新的绝热制度。当平均能量增加到三倍时，初始的第N个Fock态变成了6 N个非均匀分布的态的叠加。初始真空态和低阶Fock态被压缩，初始热态的平均能量也很低。
2023-03-15 quant-ph
A Quantum Non-demolition measurement of Fock states of mesoscopic mechanical oscillators
本文研究了利用两个弹性梁弯曲模之间的非谐耦合对介观力学振子激发能级进行量子非破坏测量的方案。两种模式之间的非线性耦合使读出振荡器的谐振频率与系统振荡器的激励成比例地偏移。当谐振驱动时，该频移可以被检测为读出振荡的相移。我们表明，在一个适当的制度，这种测量方法的系统振荡器的声子数的量子非爆破测量。由于微机械振荡器中的声子能量变得与热能相当或更大，因此可以解析每个模式内的单个声子动力学。因此，应该可以监测由系统与热库的耦合引起的Fock状态之间的跳跃。
2004-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Invariants and coherent states for a nonstationary fermionic forced oscillator
建立了非定常费米子受迫振子系统的不变量产生算符和湮灭算符以及相应的Fock态和相干态。
2009-12-24 quant-ph
Analysis on Complete Set of Fock States with Explicit Wavefunctions for the Covariant Harmonic Oscillator Problem
早期对洛伦兹协变谐振子的研究揭示了各种各样的困难，例如洛伦兹对称性与全Fock空间的协调，以及它们的泛函表示的发散问题。我们在这里提出了一个完整的解决方案，避免这些问题。得到了完整的Fock态集，以及相应的显式波函数和它们的内积积分，不存在任何发散问题，并且在没有附加约束的情况下完全保持了Lorentz对称性。从闵可夫斯基时空作为洛仑兹群表示的角度出发，通过简单地选择基本对称群的伪酉表示，我们得到了自然的非酉福克空间图像，虽然没有在这里给出详细的公式和介绍。从一个适当的基状态波函数的洛伦兹对称性的有限维不可约表示的直接推导，后者和福克态波函数之间的关系也明确示出。此外，包含非正范数态的全貌可以作为一种洛伦兹协变量子力学给出一致的物理图景。通常的冯·诺依曼测量的概率解释不是问题，因为所有的波函数都限制在一个确定的“时间”变量的值，就像通常的时间无关的量子力学。从相空间的辛几何的动力学的角度进一步理解是简短的讨论。
2020-03-19 hep-th quant-ph
Frequencies and energy levels of the weakly relativistic harmonic oscillator from the action variable
经典周期系统的频率和相应的量子系统的能级都可以通过作用量得到。我们证明了一维谐振子在经典、相对论和量子体系中作用量的两种形式的构造。相对论效应被认为是微扰的，在非相对论量子形式主义的背景下。在一个统一的框架下，说明了相对论量子系统向经典相对论和经典非相对论体系的转变。导出了弱相对论情形下经典相对论振子的频率和相应量子振子的能量本征值的计算公式。还研究了这些公式的非相对论和经典极限，这些公式一方面为相对论和非相对论系统之间的相似之处提供了有价值的见解，另一方面也为经典和量子系统之间的相似之处提供了有价值的见解。
2007-02-12 quant-ph
Quadrature Squeezing And Temperature Estimation From The Fock Distribution
本研究提出一种基于Fock态布居数测量、采用加权最小二乘估计的单模高斯谐振子态压缩量与温度估计方法，无需相位参考，模拟实验显示其在不同压缩程度下均能实现极高保真度估计，并给出了置信区间与覆盖概率。
2021-11-09 quant-ph
Gate-Level Quantum Simulation of Nonunitary Linear Dynamics with Hybrid Oscillator-Qubit Architecture
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；University of Washington（华盛顿大学）
本文提出一种混合振子-量子比特方法，用于求解线性常微分方程，通过连续变量辅助模式替代离散变量辅助寄存器，减少量子比特开销，并展示其在热方程中的高保真度表现。
2026-08-25 quant-ph
Relativistic Harmonic Oscillator Revisited
通常用来描述相对论谐振子的常见的福克空间，例如作为弦论的一部分，不足以描述相对论谐振子的所有状态。我们发现，有三个不同的真空导致三个断开Fock部门，都是用相同的创造湮灭运营商。它们具有不同的时空几何性质以及不同的代数对称性质或不同的量子数。其中两个福克空间包含负范数鬼（如弦论），而第三个空间完全没有鬼。我们讨论了一个规范对称性的世界线理论的方法，提供适当的约束，以消除所有的鬼从所有的Fock部门的单个振荡器。d+1维的无鬼量子谱被归类为洛伦兹群SO（d，1）的幺正表示。此外，所有的单振子放在一起的一个单一的无穷维酉表示的隐藏的全球对称SU（d，1），其Casimir本征值计算。这些新结果在弦论和其他领域的物理和数学的可能应用作了简要介绍。
2008-10-12 hep-th math-ph math.MP
Scheme for steady-state preparation of a harmonic oscillator in the first excited state
我们提出了一个通用的量子主方程，其耗散动力学自主稳定的谐振子在n=1 Fock态。一个多模光机系统进行了分析，并示出了一个例子的物理系统服从这个模型。我们表明，optomechanical设置，使准备的机械振荡器在一个非经典的稳定状态，这种状态确实接近一个单一的声子Fock状态在理想的参数制度。通用模型可能在其他设置中是有用的，例如腔或电路量子电动力学或捕获离子物理学。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Steady-state negative Wigner functions of nonlinear nanomechanical oscillators
我们提出了一种在非经典稳态下制备纳米机械振荡器的方案，其特征在于明显的负维格纳函数。在我们的光学机械方法中，机械振荡器耦合到光学腔的多个激光驱动谐振。通过非均匀静电场降低振荡器的谐振频率，我们显著地提高了其固有的几何非线性每声子。这使得运动边带分裂成单独的谱线为每个声子数和个别声子之间的跃迁福克状态可以选择性地解决。我们表明，这使得在一个单一的声子Fock状态的纳米机械振荡器的准备。例如，我们的方案可以用分散地耦合到现有技术回音壁模式微腔的倏逝场的碳纳米管来实现。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Critical temperature and thermodynamic properties of a homogeneous dilute weakly interacting Bose gas within the improved Hartree-Fock approximation at finite temperature
本文利用Cornwall-Jackiw-Tomboulis有效作用量方法研究有限温度下均匀稀薄弱相互作用玻色气体的临界行为，给出临界温度移动的普适表达式，并计算了非凝聚分数、比热容和临界指数，结果与已有工作和实验一致。
2024-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Single photon state generation from a continuous-wave non-degenerate optical parametric oscillator
本文从理论上讨论了用连续波非简并光学参量振荡器有条件制备单光子态的问题。我们得到了输出态维格纳函数的解析表达式，并通过改变输出态的时间模函数来最大化单光子态的保真度。我们表明，如果我们的条件下，周围的触发光检测事件的暗间隔的结果，获得了更高的生产率的高保真福克态。
2014-10-08 quant-ph
Phonon-number resolution of voltage-biased mechanical oscillators with weakly-anharmonic superconducting circuits
观察宏观物体中的量子现象，以及潜在地发现量子力学应用的基本极限，一直是现代实验物理学的中心课题。由超导电路控制的高相干和重型微机械振荡器是一个很有前途的系统。在这里，我们特别关注运动到弱非谐电路的静电耦合，即transmon量子比特。在兆赫机械振荡器耦合到一个千兆赫transmon的情况下，我们解释了在桥接大机电频率差距的困难。为了解决这个问题，我们探讨的要求，以达到声子数分辨率的兆赫transmon和机械振荡器的谐振耦合。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analytic control methods for high fidelity unitary operations in a weakly nonlinear oscillator
在由弱非谐振子制成的量子比特中，在短选通时间处的主要误差源是形成量子比特的二维希尔伯特空间的布居泄漏。在本文中，我们开发了一个一般计划的基础上的绝热膨胀找到脉冲形状，纠正这种类型的错误。我们找到了一系列的解决方案，允许定制什么是实际的实施特定的应用程序。我们的结果包含并改进了以前发展的DRAG技术[F. Motzoi等人例如，物理修订信函103，110501（2009）]，并且允许推广到具有多于一个泄漏转变的其他非线性振荡器。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium Nonlinear Open Quantum Systems I. Functional Perturbative Analysis of a Weakly Anharmonic Oscillator
介绍了一种处理弱非线性量子场耦合系统的泛函微扰方法。我们用这种方法得到了量子非谐振子与热浴相互作用系统的协方差矩阵元和关联函数。我们确定了基于非平衡动力学的非线性开放量子系统的涨落耗散关系。为了建立它与动力学平衡的联系，我们进一步研究了非谐振子与浴场之间的能量流动。净流的消失{是}这种开放系统构型存在平衡态的指示。所得结果对研究非线性量子系统的非平衡物理过程，如热传递或电子输运等，是有用的。
2020-06-24 hep-th quant-ph
Semiclassical optimization of entrainment stability and phase coherence in weakly forced quantum limit-cycle oscillators
研究了半经典条件下量子非线性振子对周期调制弱谐波驱动的最优卷吸。利用新近发展起来的量子非线性振子半经典相位约化理论，考虑了两类优化问题：一类是关于夹带态的稳定性问题，另一类是关于夹带态的相位相干性问题.将经典优化方法应用于近似描述量子极限环动力学的半经典相位方程，可以得到周期振幅调制的最佳波形。以具有压缩效应和克尔效应的量子vanderPol振子为例，数值分析了优化的性能。结果表明，优化的波形的夹带稳定性产生更快的夹带驱动信号比一个简单的正弦波形的情况下，而相位相干产生的正弦情况下的改善不大。这些结果从相敏函数的性质得到了解释。
2020-01-25 nlin.AO quant-ph
On Fock-Bargmann space, Dirac delta function, Feynman propagator, angular momentum and SU(3) multiplicity free
利用Fock-Bargmann空间和谐振子的生成函数，通过简单的计算得到了谐振子的Dirac δ函数和Feynman传播子。借助于Wigner D矩阵元的Schwinger生成函数，我们导出了球谐函数的生成函数、二次变换的生成函数以及SU（2）、Legendre和Gegenbauer多项式的特征根的生成函数。我们还推导了SU（2）的3-j符号的vanderWearden不变量。利用Fock Bargmann空间及其复共轭，我们找到了3j符号的积分表示，级数的函数，并由性质推出了SU（2）的一组广义超几何函数，由Euler恒等式得到了Regge对称性。我们还发现6j符号的积分表示。我们找到了SU（3）多重数自由时的生成函数和3j符号的新表达式。我们的SU（3）公式是一个常数，SU（2）的3j个符号乘以。在这项工作中的计算只需要高斯积分，众所周知的本科生。
2010-07-06 math-ph math.MP quant-ph
Fock-Bargman Representation of the Distorted Heisenberg Algebra
最近研究了一类等谱振子哈密顿量的动力学代数，由于它依赖于一个畸变参数$W \geq 0$，所以称为{ \it畸变海森堡代数}.分析了该代数与（1/2，2）增长整函数的Hilbert空间的关系。
1996-04-12 hep-th quant-ph
Operator overlaps in harmonic oscillator bases with different oscillator lengths
我们应用最近开发的形式主义进行发电机坐标法计算使用一组Hartree-Fock- Bogoliubov波函数，其中每个成员的集合可以在任意的基础上扩展。本文假设HFB波函数在不同振子长度的谐振子基中展开。给出了计算任意算子所需矩阵元的一般表达式。应用本形式主义的裂变的情况下，说明了一个例子。
2022-01-25 cond-mat.str-el nucl-th quant-ph
The Fock-Darwin-Darboux system: eigenstates, information entropies and dispersion-like measures
Universidad de Burgos（布尔戈斯大学）
本文研究了Fock-Darwin-Darboux系统的信息理论熵和色散类度量，展示了FD系统在引入修改后的有效频率后与谐振子的本征态特性相同，而FDD系统由于非线性曲面导致波函数无法简单闭合，通过数值分析比较了不同熵度量的行为及曲率参数与磁场的相互作用。
2026-04-29 math-ph math.MP quant-ph
Preparation and decay of a single quantum of vibration at ambient conditions
机械振荡器的单量子激发是量子物理学原理的教科书示例。尽管机械振荡器在自然界和现代技术中普遍存在，但一般不存在于激发的Fock态。在过去的几年里，GHz频率纳米级振荡器的仔细隔离使实验人员能够在毫开尔文温度下制备这种状态。这些发展说明了量子力学的基本预测和观察这些预测所需的极端条件下的复杂实验之间的紧张关系，量子力学的基本预测应该适用于即使在环境条件下也存在的所有机械振荡器。我们解决的紧张局势，通过创建一个单一的Fock状态的振动模式的晶体在室温下使用的技术，可以应用于任何拉曼活性系统。用飞秒激光脉冲激发金刚石块体，探测到Stokes位移光子后，在Fock态$|1>$中以$98.5\%$几率制备出40 THz拉曼激活内振动模。振动状态由随后的脉冲读出，当进行Hanbury-Brown-Twiss强度相关测量时，揭示了振动模式的亚泊松数统计。通过控制两个脉冲之间的延迟，我们能够见证的振动Fock态在其$3.9$ ps寿命在室温下的衰减。我们的技术是不可知的特定的选择规则，因此应适用于任何拉曼活性介质，打开一个新的通用方法的实验研究的量子效应有关的振动自由度的分子和固态系统。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Relaxation oscillations and frequency entrainment in quantum mechanics
迄今为止，连续变量振荡器的频率夹带已被限制到弱非线性状态。在这里，我们克服了这个瓶颈，并扩展到任意非线性量子连续变量振荡器的频率夹带。先前已知的这种量子振荡器在弱非线性制度（也被称为斯图尔特-朗道振荡器）的稳定状态显示出现作为一个特殊的情况。最重要的是，强非线性的标志--弛豫振荡--在量子力学中得到了体现。根据振荡器的非线性，弛豫振荡被发现发生通过两个不同的机制在相空间。
2020-10-16 nlin.AO nlin.CD quant-ph
