High contrast resonances of the coherent population trapping on sublevels of the ground atomic term
以铯原子Doppler展宽D ~ 2谱线组成的非封闭三能级Λ系统为例，在对向传播的双频激光辐射作用下，探测单色光透射时出现的窄的、高对比度的相干布居俘获共振，并进行了分析。这些非平凡共振直接由Λ-系统的确定的下能级上的俘获原子布居数决定，可用于原子频标、灵敏磁力计和原子和分子的高分辨激光光谱学。
2012-01-25 physics.atom-ph quant-ph
Optical reconstruction of collective density matrix of qutrit
量子态的重构是量子信息科学的一个重要内容。具体地，有效确定室温蒸气的原子状态的手段可以实现量子计算和密码学中的应用。为了迈向此类应用，在这里我们提出了一种重建原子系综集体密度矩阵的方法，该原子系综由具有$F=1$基态的原子组成。这种长期存在的状态经常在实际系统中遇到（例如，钾、钠、铷），因此可以实际使用。我们的理论处理，使明确的公式推导相关的光信号（偏振旋转和椭圆率的变化）与特定的密度矩阵元素。分析支持数值模拟，它允许评估的保真度和鲁棒性的算法。测试表明，我们的算法允许获得保真度超过0.95，即使在嘈杂的环境和/或显着的原子操作缺陷。
2022-09-05 physics.atom-ph quant-ph
Effects of temperature and ground-state coherence decay on enhancement and amplification in a $Δ$ atomic system
我们研究了在热的${}^{85}$ Rb蒸气中电磁感应透明的相敏放大，其中微波驱动场将Λ能级系统的两个低能态耦合，从而转变为Δ能级系统.我们的理论描述包括基态相干衰减和温度效应的影响。特别是，我们证明了驱动场增强的电磁感应透明是强大的对基态之间的相干性的显着损失。我们还发现，对于特定的场强，在每个温度下都存在一个基态相干衰减的阈值速率。该阈值将探针透射率行为分为两种情况：探针放大与探针衰减。因此，在Δ系统中，电磁感应透明加上放大在任何温度下都是可能的。
2014-10-31 physics.atom-ph quant-ph
Quantum state reconstruction on Atom-Chips
我们实现了一个原子芯片上的一个实用的，实验要求不高，层析重建算法依赖于时间分辨测量原子内部状态之间的原子布居分布。更具体地说，我们估计的状态密度矩阵，以及在我们的系统中存在的失相噪声假设完全的知识的哈密顿演化。所提出的方案是基于常规进行的测量和建立的实验程序，从而提供了一个简化的方法，量子技术的应用。
2015-04-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Repumping ground-state population in a coherently driven atomic resonance
我们实验上演示了一种光抽运技术，将稀释的铷蒸气抽运到mF = 0的基态。该技术利用禁止线偏振光激发mF = 0态的选择规则。在时钟跃迁的相干布居捕获的透明度对比度的显着增加被证明。
2010-03-14 quant-ph
Spontaneous creation and persistence of ground-state coherence in a resonantly driven intra-cavity atomic ensemble
在腔内Rb原子系综中，观察到基态相干的自发产生和持续。我们的系统实现了一个量子擦除器，其中第一个光子的检测准备叠加的基态塞曼子能级，而第二个检测擦除存储的信息。拍频出现在时间延迟的光子-光子符合率（强度关联函数）中。我们从理论上和实验上研究了拍频作为系统参数的函数，发现它们对诸如自发发射等扰动具有显著的鲁棒性。尽管拍频最简单地通过单原子介导的量子干涉产生，但在我们的腔内实验中，涉及原子对的散射路径也会发生干涉。我们提出了一个详细的模型，它确定了所有的干扰源，并占实验现实，如不完美的预泵浦的原子束，腔双折射，和过境的原子在整个腔模式。
2012-11-27 physics.atom-ph quant-ph
Collectively enhanced ground-state cooling in subwavelength atomic arrays
本文提出利用亚波长原子阵列的窄亚辐射集体共振实现边带冷却，证明不同俘获频率下偶极相互作用可使原子系综达到更低温度乃至基态冷却。
2025-08-29 physics.atom-ph quant-ph
Rabi flopping between ground and Rydberg states with dipole-dipole atomic interactions
我们用$n\le 43$证明了少量$\rm{^{87}Rb}$原子在基态和里德伯态之间的Rabi翻转。相干布居振荡被观察到单原子flopping，而两个或两个以上的原子的存在下，退相干的振荡。我们证明了这些观测结果与里德伯原子的范德华相互作用是一致的。
2007-11-02 quant-ph
Ground state cooling in a hybrid optomechanical system with a three-level atomic ensemble
机械谐振器的冷却在基础研究和应用科学中具有重要意义。研究了强激发光腔中三能级原子系综的光机混合冷却。利用量子噪声方法，我们找到了噪声谱的上界，并进一步给出了三个最佳参数条件，它们可以得到小的加热系数，大的冷却系数，从而得到小的最终声子数.并通过协方差矩阵法进行了数值模拟，得到了与理论预期一致的结果。它表明，我们的计划可以实现基态冷却高度未解决的边带制度，在目前的实验技术。与以往的冷却方法相比，在我们的方案中，对原子系综的驱动强度和系综中的原子数的限制较少。此外，还扩展了基态冷却参数的容许范围。结果表明，该方案非常适合于实验，对光机混合冷却的研究具有指导意义。
2017-12-19 quant-ph
Retrieving Lost Atomic Information: Monte Carlo-based Parameter Reconstruction of an Optical Quantum System
针对低信噪比下标准方法难以准确估计系统参数的问题，提出基于蒙特卡洛模拟的欠采样数据参数重构方法，结合金刚石氮-空位色心实验验证其有效性，还探索了机器学习方案，为低信号数据的参数预测提供普适工具。
2025-01-14 quant-ph
Hamiltonian-reconstruction distance as a success metric for the Variational Quantum Eigensolver
School of Applied and Engineering Physics, Cornell University（康奈尔大学应用工程物理学院）；Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University（康奈尔大学原子与固态物理实验室）；Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science, Cornell University（康奈尔大学卡弗里纳米科学研究所）
本文提出利用哈密顿量重构距离评估变分量子特征求解器（VQE）性能，通过实例展示该方法在判断VQE是否找到基态中的有效性，尤其在能量平台情况下避免误终止。
2024-03-18 quant-ph
The quantum ground state of self-organized atomic crystals in optical resonators
冷原子在激光驱动下与光腔量子场耦合，可以自组织成周期性结构。这些结构由光晶格支撑，该光晶格从它们散射到腔模式中的激光中出现，并且当激光强度超过阈值时形成。通过将自组织晶体的原子动力学映射到玻色-哈伯德模型，我们从理论上研究了这些结构在自组织泵浦阈值以上的量子基态。我们发现，自组织结构的量子基态可以是Mott绝缘体或超流体，这取决于泵浦强度的驱动激光。对于非常大的泵的强度，腔内强度是最大的，人们会期望莫特绝缘体状态，我们发现系统是超流的参数的间隔。这些状态可以在现有的实验装置中实现。
2010-01-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atomic density of an harmonically trapped ideal gas near Bose-Einstein transition temperature
本文研究了玻色-爱因斯坦转变温度附近各向同性简谐势阱中原子云的原子密度。我们表明，对于一个非相互作用的气体和接近这个温度，基态密度具有相同的数量级的激发态密度在中心的陷阱。这在基态粒子数与原子总数相比可以忽略不计的温度范围内成立。我们比较精确的计算，可在谐波陷阱，半经典近似。我们表明，后者应包括基态的贡献是准确的。
2006-09-22 quant-ph
Micro-mechanical oscillator ground state cooling via intracavity optical atomic excitations
我们预测了微机械振荡器的基态冷却，即一个光学腔的振动端镜，通过谐振耦合的镜子振动的一个狭窄的内部光学跃迁的系综的二能级系统。由集体介观自旋模型表示的粒子与腔一起实现了一个有效的、频率可剪裁的零温度损失通道，该通道可以转变为泵浦的增益通道。与需要小腔线宽的解析边带腔冷却的情况相反，可以在低精细度和非常小的腔体积下工作以增强光镜和光原子耦合。定制的损耗和增益通道提供振动量子的有效去除并抑制再加热。在边带冷却的简单物理图像中，原子塑造腔轮廓以增强/抑制散射到较高/较低能量边带。该方法也适用于其他基于腔的原子和分子气体冷却方案，以及耦合到带状线腔的分子系综。
2009-06-19 quant-ph
Coherence lifetimes of excitations in an atomic condensate due to the thin spectrum
利用玩具模型和薄谱模型方法研究了有限尺寸原子凝聚体的量子相干性。本文研究了在零温度和有限温度下，一个凝聚体在基态中的退相干时间。我们还考虑了Bogoliubov准粒子激发的寿命，并将其与由基态相干时间确定的可观测性窗口进行对比。的寿命显示出一般的特征依赖于温度，确定的薄谱伴随的自发对称性破缺基态。
2007-09-27 cond-mat.soft quant-ph
Asymmetric Biphoton Generation under Ground-State Decoherence and Phase Mismatch in a Cold Atomic Ensemble
该研究实验揭示冷原子双Λ型SFWM中相位失配与基态退相干导致Stokes/anti-Stokes产生不对称，并发现退相干虽降低时间关联光子产生却提高双光子纯度。
2025-05-10 quant-ph
Atomic number fluctuations in a mixture of two spinor condensates
我们研究了两个自旋为1的原子凝聚体的混合物的量子基态的粒子数的起伏时，物种间的自旋交换耦合相互作用$c_{12}β$的调整。形成混合物的两个自旋1凝聚体在没有外部磁场（B-）的情况下分别是铁磁性和极性的。我们使用角动量代数分类所有可能的基态，并计算其特征原子数波动，特别是集中在AA阶段（当$ c_{12}β>0$），在那里的基态成为碎片和原子序数波动表现出显着不同的功能，从一个独立的自旋1极性凝聚。我们的结果进一步支持了全量子多体系统的数值模拟。
2010-07-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
A nitrogen-vacancy spin based molecular structure microscope using multiplexed projection reconstruction
超越最先进水平的测量和成像方法和技术在推动基础科学和技术方面一直具有影响力。由于目前的技术正在冒险进入纳米级和分子级制造，原子级测量技术是不可避免的。一种这样的新兴感测方法使用与金刚石中的氮空位（NV）缺陷相关联的自旋。这种NV传感器的独特之处在于其原子大小和在环境条件下方便地使用光和微波（MW）进行精确传感的能力。这些优点在单生物分子核自旋磁场的纳米级传感和成像中具有独特的应用。在过去的几年中，一些令人鼓舞的结果已经出现了对实现NV自旋为基础的分子结构显微镜。在这里，我们提出了一个投影重建方法，检索的三维结构的一个单一的分子从核自旋噪声签名。我们验证了这种方法，使用数值模拟和重建的分子幻影\b{eta} -环糊精的结构，揭示了特征的环形形状。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph quant-ph
