Probing coherence and noise tolerance in discrete-time quantum walks: unveiling self-focusing and breathing dynamics
量子系统对外部扰动的敏感性是实现功能量子器件、量子信息和计算的基本问题。基于光学和超冷气体实验的显著进展，我们研究了在$N$-循环上传输的量子比特与强度相关的相位捕获时，短时（瞬时）噪声的后果.通过采用量子相干性措施，我们报告了新兴的不稳定制度，其中迄今为止未知的量子行走出现，如自聚焦和呼吸动力学。我们的研究结果揭示了适当的设置，有利于稳定的制度，与弱非线性和消失的热力学极限与$1/N$的渐近分布生存。示出了不同状态之间的阈值的图揭示了接近于Pauli-Z的量子门更耐噪声。当我们走向保利-X量子门时，这种适应性急剧下降，自聚焦机制的阈值几乎不可避免。接近阿达玛的量子门表现出一个不寻常的方面，其中非线性强度的增加可以消除自聚焦机制的动力学。
2020-10-28 quant-ph
Electrically controlled focusing of de Broglie matter waves by Fresnel zone plate
本文数值研究电偏置FZP对氦原子物质波的聚焦，比较三种电压配置，证明径向平方根和正弦调制可显著提升透射、焦距与聚焦效率。
2024-12-02 quant-ph
The Influence of s-wave interactions on focussing of atoms
数值研究了铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体在光晶格势作用下的聚焦。与经典的轨迹模型，低估了聚焦光束的半高宽的结果进行比较。通过列入相互作用的影响，在玻色-爱因斯坦凝聚体，到经典的轨迹模型，我们表明，它是可能的，以获得可靠的估计相比，数值积分的Gross-Pitaevskii方程的聚焦光束的半高宽。最后，我们调查的最佳制度的聚焦和发现，对于一个强相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体聚焦的顺序为20 nm的可能性。
2020-12-09 quant-ph
Optical focusing of Bose-Einstein condensates
从理论上研究了铷原子玻色-爱因斯坦凝聚体在平面上的光学聚焦。我们的分析使用高斯变分方法，包括两体原子-原子相互作用和三体复合损失的影响。研究了表面聚焦BEC轮廓的宽度、峰密度和原子损失率等基本因素，并与Gross-Pitaevskii数值模拟结果进行了比较。我们发现我们的分析方法和数值模拟的结果之间的合理协议。我们的分析预测，$10^5$原子的凝聚物可以被聚焦到$\sim 10$ nm宽度，潜在地允许纳米级原子沉积，其峰值密度大于$10^5$原子/ $μ$ m $^2$。
2020-11-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atom Lithography with Near-Resonant Light Masks: Quantum Optimization Analysis
本文研究了二能级原子与近共振驻波光场的最佳聚焦问题，采用经典和量子两种方法。聚焦装置的操作被认为是薄透镜和厚透镜制度中原子的非线性空间压缩。结果表明，与远失谐光场相比，近共振驻波聚焦原子的背景减小。对于某些参数，量子原子分布显示出比经典原子分布更好的局域化。通过量子蒙特卡罗波函数模拟技术，包括了自发发射效应。我们调查在何种程度上非绝热和自发发射效应限制可实现的最小尺寸的沉积结构。
2006-06-18 quant-ph
Diffractive focusing of a uniform Bose-Einstein condensate
我们提出了一个简单的实现衍射聚焦现象与均匀原子玻色-爱因斯坦凝聚体。分析和数值方法不仅说明了原子-原子相互作用对聚焦因子和聚焦时间的影响，而且还使我们能够导出在相互作用物质波的情况下观察这种类型的聚焦的最佳条件。
2021-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atom Nanooptics Based on Photon Dots and Photon Holes
提出并分析了在空间纳米尺度区域内局域化的新型光场。讨论了在原子光学中利用这些纳米局域场实现原子聚焦和局域化的可能性。
2003-09-26 quant-ph
Observation of collective excitation of two individual atoms in the Rydberg blockade regime
里德伯原子间的偶极封锁被认为是中性原子量子信息处理的基本工具。在这里，我们证明实验的里德伯封锁的两个单独的原子分开4 $μ$ m。此外，我们发现，在这种制度下，单原子激发增强了集体的两个原子的行为与激发的纠缠态。这一观测结果是利用里德伯偶极相互作用对两个或多个原子纠缠进行确定性操纵的关键一步。
2008-10-16 quant-ph
Large mechanical squeezing beyond 3dB of hybrid atom-optomechanical systems in highly unresolved sideband regime
本文提出了一种在高分辨边带（HURSB）区的原子-光机混合系统中产生超过3dB强机械压缩的方案，其中腔的衰减率远大于机械振荡器的频率。该系统由两个二能级原子系综和一个由两束不同振幅的激光驱动的光机械腔系统组成。在HURSB区，如果没有原子系综或只有一个原子系综，可动镜的压缩不会大于3dB。然而，如果将两个原子系综放入光机系统中，即使在HURSB区也能实现超过3dB的强机械压缩。我们的方案为在实验中实现超过3dB的强机械压缩铺平了道路。
2020-04-19 quant-ph
Interfacing light and single atoms with a lens
我们用散射比来描述单个原子或类似的微观系统与光场的相互作用。为此，我们首先推导出强聚焦高斯光束中的电场，然后考虑原子的响应。根据简单散射模型，弱相干探测场的散射光功率分数导致强聚焦区的非物理散射比大于1。一个精致的模型，考虑到激发和散射场之间的干扰到有限尺寸的探测器或光纤，并与实验消光测量不同的聚焦强度。
2009-02-17 quant-ph
Dissipative dynamics of atom-field entanglement in the ultrastrong-coupling regime
在旋转波近似下研究了两个原子与单模漏腔场共振耦合系统的原子-场纠缠动力学。利用形成纠缠的单偶关系和高维二体混合态形成纠缠的下界，与RWA情形相反，发现定态原子-光场系统在强耦合区纠缠，纠缠随原子-光场耦合强度的增加而增加.
2013-10-29 quant-ph
A One-Atom Laser in a Regime of Strong Coupling
虽然传统的激光器工作在大量的腔内原子，在谐振腔中的单个原子的激光特性已经在理论上研究了十多年。在这里，我们报告的实验实现这样的单原子激光器在强耦合制度。我们的实验利用了腔量子电动力学的最新进展，允许一个原子被隔离在一个制度，其中一个光子足以饱和的原子跃迁的光学腔。在这种情况下，观察到的原子-腔系统的特性与我们所熟悉的多原子情况有质的不同。具体来说，我们提出了测量腔内光子数与泵的强度，表现出“无阈值”的行为，并推断，从腔模式的输出通量超过原子荧光超过十倍。二阶强度关联函数的观测表明，我们的单原子激光器产生明显的非经典光，表现出光子反聚束和亚泊松光子统计。
2003-09-26 quant-ph
Non-Markovian Transient Casimir-Polder force and population dynamics on excited and ground state atoms: weak and strong coupling regimes in generally non-reciprocal environments
利用非马尔可夫Weisskopf-Wigner理论计算了强耦合和弱耦合两种情况下，三维非均匀非互易环境中二能级原子上的瞬态Casimir-Polder力.将基态原子和激发态原子看作两个独立的初值问题，分别计算了原子的短时布居和长时布居以及原子间的作用力。的结果进行了比较与各种马尔可夫近似的Weisskopf-维格纳理论，并与以前的马尔可夫结果从海森堡图片。
2019-03-05 quant-ph
Casimir-Polder forces on excited atoms in the strong atom-field coupling regime
基于线性介质中的宏观量子电动力学，我们发展了一个一般理论的共振Casimir-Polder力的激发二能级原子在任意线性体的存在下，特别强调的强耦合制度，发射光子的重吸收可以引起（真空）拉比振荡。首先，我们推导出一个简单的时间无关的表达力通过使用一个盛装状态近似。对于初始单量子激发的原子-场系统，我们从洛伦兹力出发，计算其平均值作为时间的函数，研究力的动力学。对于强耦合的原子，我们发现，力可能经历阻尼拉比振荡。阻尼是由于原子激发和场激发的衰减，振幅和平均值的振荡依赖于所选择的初始状态。
2008-08-14 quant-ph
Multi-normal-mode splitting of a cavity in the presence of atoms -- towards the superstrong coupling regime
在一个相对长的光腔中，实验观察到了多普勒展宽的二能级原子系统中的多简正模分裂峰。在该系统中，原子-腔相互作用可以达到"超强耦合”条件，原子-腔耦合强度$g\sqrt{N}$接近或大于腔自由光谱区$Δ_{FSR}$ .在这种情况下，多个腔纵模会发生简正模分裂，产生多个简正模分裂峰，这可以用腔内原子密度的大幅增加导致的线性色散增强来解释。这种超强的原子-腔耦合机制可能会产生许多新的有趣现象。
2009-06-05 quant-ph
Superconducting giant atom waveguide QED: Quantum Zeno and Anti-Zeno effects in ultrastrong coupling regime
巨原子系统是量子光学中的一个新的范例，传统的偶极近似在其中已经不再适用。本文通过两个耦合点将超导电路耦合到传输线上，构造了一个人工巨原子模型。在超强耦合区，我们证明了由不可忽略的反转原子-波导耦合项引起的巨原子的兰姆位移将改变其耗散过程.此外，我们还研究了巨原子大小作为敏感控制器的量子芝诺和反芝诺效应。具体地说，通过比较临界测量间隔和巨原子的寿命，我们阐明了量子反Zeno效应发生的条件。希望我们的工作能对巨原子系统在量子力学基本问题研究中的应用有所帮助。
2022-05-07 quant-ph
Towards experimental entanglement connection with atomic ensembles in the single excitation regime
提出了一种在单激发态下实现原子系综纠缠连接的方案。以异步方式制备两对，然后通过贝尔测量连接。两个剩余的系综的结果状态被映射到光子模式，然后重构简化的密度矩阵。我们的观察首次证实了从未相互作用的原子系统之间的相干性，这是迈向纠缠连接的第一步，也是量子网络和长距离量子通信的关键要求。
2007-04-17 quant-ph
Trapping and detection of single atoms using a spherical mirror
我们制作了一个小型的球面镜，用于中性原子的光偶极阱的紧聚焦。对反射镜形成过程进行建模，以预测特定制造参数的尺寸。将球面镜与中性原子实验相结合，实现了对单个原子的高效捕获和探测。该镜具有双重目的，即聚焦偶极阱以及将原子荧光收集到光纤中。
2012-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Nondemolition State Measurement via Atomic Scattering in Bragg Regime
提出了一种利用原子散射测量量子化腔场态的非破坏方案。我们的工作将腔场的QND测量从基于一阶Bragg偏转的Fock态[9]扩展到基于任意阶Bragg偏转的任何量子态。此外，提供了一组实验参数以在目前可用技术的框架内进行实验。
2002-04-09 quant-ph
Cooling neutral atoms into maximal entanglement in the Rydberg blockade regime
提出了一种利用周期性集体激光泵浦和耗散相结合的冷却方案来制备里德堡封锁区中性原子的稳态纠缠。在每个循环中，受控的么正动力学过程可以选择性地将原子从非目标状态泵出，同时保持目标状态不变。随后的耗散过程通过工程自发发射重新分配基态的布居。经过多次循环后，系统将最终稳定到与初始状态无关的所需稳态。该方案不依赖于单个中性原子的相干寻址或里德伯相互作用强度的精细控制，原则上可以大大提高相关领域实验的可行性。
2022-08-17 quant-ph
Comparison of Theory and Experiment for a One-Atom Laser in a Regime of Strong Coupling
我们最近的论文报道了在强耦合区实现单原子激光的实验结果（参考文献[1]）。在这里，我们提供了相关的支持理论分析，我们的实验的操作制度。通过一个简化的四态模型，研究了相干外场泵浦下腔内单个原子从传统激光理论进入强耦合区的过程。四态模型也被用来描述真空拉比分裂和计算光谱。接下来，我们扩展这个模型，将相关的塞曼超精细状态，以及一个简单的描述中存在的偏振梯度和原子运动的泵浦过程。利用这个扩展的模型与文献[1]中的测量结果进行了定量比较，得到了腔内光子数与泵浦强度的关系曲线，以及用强度关联函数g2（τ）表示的光子统计量。
2004-05-26 quant-ph
Robust-fidelity atom-photon entangling gates in the weak-coupling regime
我们描述了一个简单的纠缠原理的基础上散射的光子离开单发射器在一维波导（或极端损耗腔）。该方案可以应用于以偏振或时间仓编码的光子量子比特，并且具有作为内置纠错指令有效工作的过滤机制。这自动地将来自弱耦合、原子衰变到不期望的模式、频率失配或入射光子脉冲的有限带宽的缺陷映射到预示的损耗而不是不连续性。因此，该计划是足够的高保真度最大纠缠门，即使在弱耦合制度。反过来，这些可以直接应用于存储和检索光子量子比特状态，从而完成原子-光子接口工具箱，或者使用原子存储器进行基于顺序测量的量子计算。
2012-11-27 quant-ph
Reaching the optomechanical strong coupling regime with a single atom in a cavity
光力学领域内的一个主要目标是实现单光子强耦合机制，其中即使是与零点不确定性一样小的机械位移也足以使光学腔共振移位超过其线宽。然而，由于传统机械系统的零点运动很小，这一目标是困难的。在这里，我们表明，一个原子被困在和耦合到一个腔构成了一个有吸引力的平台，实现这一制度。特别是，虽然许多实验专注于实现光子和原子内部自由度之间的强耦合，但这种相同的资源也自然使人们能够获得光机械强耦合，结合原子的低质量及其运动与热环境的隔离。作为一个例子，我们表明，光机械诱导的光子封锁可以实现在现实的设置，并提供签名，这种效果可以如何区分与原子跃迁的两个级别的性质，从传统的Jaynes-Cummings封锁。
2018-05-12 quant-ph
Coherent backscattering of light by atoms in the saturated regime
本文首次计算了饱和原子的相干后向非弹性散射。本文研究了自由空间中准单色激光脉冲与两个相距较远的原子的散射。通过限制自己的散射的两个光子，我们采用微扰的方法，有效的入射激光强度的第二顺序。后向散射增强因子被发现是小于2（排除单次散射后），表明由两个原子发出的双散射光之间的相干性损失。由于未被探测到的光子携带了被探测到的光子的路径信息，所以相干性损失可以用哪个路径的论证来解释，就像双缝实验一样。
2004-03-08 quant-ph
Cavity QED and Quantum Computation in the Strong Coupling Regime II : Two Atoms Case
本文研究了囚禁在腔中的（激光冷却）m-原子与光子$...$相互作用的量子电动力学（QED）$...$的行为，并试图在强耦合区求解该模型的薛定谔方程。在m = 2的情况下，我们构造了Bell-Schr dinger猫态（我们的术语），并利用含有Bessel函数的新共振条件下的旋波近似，在这样的基上得到了一些幺正变换，这些变换将用于构造量子计算中重要的量子逻辑门.此外，我们提出了在m = 3的情况下，量子计算中要解决的一个关键问题。
2003-07-24 quant-ph
Dipole-dipole interaction in cavity-QED: perturbative regime
本文计算了置于完全反射平面腔中的两原子系统在微扰态下的相互作用能。给出了两个可极化原子偶极的范德华势和两个感应偶极的静电势的显式表达式。对于范德华势，考虑了几种情况，即，一对原子在其基态，一对原子都激发，和一对不同的原子与其中一个激发。此外，在每种情况下，相应的相移的双原子波函数的计算。在每种情况下的电磁场的二维约束的腔的影响进行了分析。
2017-02-01 quant-ph
Suppression of Rabi oscillations for moving atoms
当原子进入激光照射区域时，在一定条件下，激光诱导的二能级原子的拉比振荡被抑制。对于时间拉比振荡的效果有两个制度：经典的，在中间的原子速度，和量子在低速度，分别与激光区域中的原子的非相干或相干的内部状态的形成。在低速区，激光将原子投射到可以通过失谐控制的纯内部状态。空间拉比振荡仅在这种低速量子状态下被抑制。
2003-02-26 quant-ph
The Born and Markov approximations for atom lasers
本文讨论了玻恩近似和马尔可夫近似在描述原子激光动力学中的应用。特别是，我们调查的量子光学玻恩-马尔可夫主方程描述输出耦合的适用性。我们推导出条件的基础上的原子水库，和原子色散关系时，玻恩-马尔可夫近似是有效的，并讨论参数制度，这些近似失败，在我们的原子激光模型。标准光学激光器模型和原子激光器之间的差异是由于多种因素的组合，包括典型的原子激光器将操作的参数机制，适合于原子的不同的库状态，以及原子和光子之间的不同色散关系。我们目前的结果的基础上的一个确切的方法在政权中，玻恩-马尔可夫近似失败。在一些实验相关的参数区域的精确解给出了原子从腔中的非指数损失。
1998-09-21 quant-ph
Electronic scattering, focusing, and resonance by a spherical barrier in Weyl semimetals
我们求解了外尔电子被球形阶跃势垒散射的问题。通过调节入射能量和势能半径，可以同时进入准经典和量子态。研究了与远场电流和积分截面有关的输运特征，以揭示优先的前向散射。在准经典制度中，除了光学焦散图案，沿入射球轴的强聚焦效应被发现。在量子体系中，在连续角动量共振的能量下，在电势内发现电子密度的极性聚集。研究结果将有助于外尔系统的输运研究和电子透镜的应用。
2018-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Photon recoil and laser focusing limits to Rydberg gate fidelity
由于光子吸收和再发射的动量反冲，中性原子的内部态与运动自由度的纠缠对里德伯门保真度的限制是量化的。当原子处于内部态的叠加态，但只有其中一个状态被可见光或紫外光子操纵时，就会发生这种情况。介绍了描述这种情况的薛定谔方程，并探讨了两种情况。在第一种情况下，由于激发和受激发射之间在时间上的分离，空间波函数发生偏移，从而产生纠缠。对于处于谐振子势阱中的中性原子，当激光脉冲宽度小于谐振子周期时，原子的退相干可以用突变近似表示。在这个极限下，退相干由简单的解析公式给出，该公式考虑了光子的动量、原子的温度、谐振子频率和原子质量。在第二种情况下，由于引起吸收和受激发射的光子处于聚焦光束模式，因此门保真度降低。这就导致了内部态的光致变化依赖于质心原子的位置。在脉冲间隔时间较短的情况下，退相干可以用一个简单的解析公式来表示，它涉及到激光束腰、原子温度、陷阱频率和原子质量。研究了标准$π-2π-π$里德伯门和基于高斯包络绝热脉冲的新协议对门保真度的限制。
2020-11-19 physics.atom-ph quant-ph
A Computational and Experimental Analysis of Higher Order Modes in a Strongly Focusing Optical Cavity
工作在近同心区域的光学腔是进行高精度实验的基本工具，如腔QED应用。不幸的是，强聚焦状态易于激发高阶模式。对于现实的强聚焦腔，避免高阶模激发是具有挑战性的，并且如果这些模间隔很近，则整体腔线宽显著变宽。在这项研究中，提供了一个计算方法旁边的实验为光学模式分解成腔本征模合理的近似。它表明，它是可能的，以重建的强度和光谱分布的腔传输，与所提供的模型。因此，可以对真实的近同心腔进行更完整的处理。
2022-05-28 physics.optics quant-ph
Characterization of an atom interferometer in the quasi-Bragg regime
我们提供了一个全面的研究超冷原子衍射的光晶格。我们专注于拉曼-纳特和布拉格政权之间的中间政权，所谓的准布拉格政权。实验结果与对薛定谔方程的全数值积分结果符合得很好。我们调查的长脉冲制度限制了一个强大的速度选择和短脉冲制度限制了非绝热损失。对于这些制度，我们估计的布拉格干涉仪的多端口功能。最后，我们讨论了这两个制度之间的最佳折衷，考虑到衍射相移和寄生干涉仪的存在。
2022-03-03 physics.atom-ph quant-ph
High contrast Mach-Zehnder lithium atom interferometer in the Bragg regime
我们已经建造了一个马赫-曾德尔型原子干涉仪，与超声束的锂。原子衍射利用激光驻波上的布拉格衍射。一阶衍射，我们的装置给出了一个大的信号和一个非常好的条纹对比度（74%），我们相信这是有史以来最高的原子干涉仪观察。该装置将应用于高灵敏度的测量
2002-03-01 physics.atom-ph quant-ph
Quasi-probability Q for a single-atom laser generating in the 'semi-classical' regime
本文从理论上研究了非相干泵浦单原子激光器的模型。在稳态情况下，由系统的密度算符方程导出了相位平均Hussimi Q函数的线性齐次微分方程。在光场与原子的耦合强度比光场与提供衰变的贮库的耦合强度大许多倍的情况下，找到了该方程的一个渐近解，该解使描述单原子激光的某些统计特性，特别是弱亚泊松光子统计成为可能。
2021-12-27 physics.optics quant-ph
Behavior of a Single-Atom Laser in the Sub-Poissonian Regime
本文从理论上研究了非相干泵浦速率与腔衰减速率一致时单原子激光产生的模型。利用相位平均Glauber P函数的定态方程，得到了平均光子数及其色散的解析表达式。在强耦合区的极限情况下，得到了光子数分布函数的精确表达式，得到的结果描述了亚泊松光子统计，并表明当泵浦趋于零时，平均光子数增加到非零值。
2020-09-09 physics.optics quant-ph
Atom assisted cavity cooling of a micromechanical oscillator in the unresolved sideband regime
在高不可分辨边带区研究了光机械腔中全同二能级原子系综的机械振子的基态冷却。该体系表现出电磁诱导的类双折射量子干涉效应。与腔场的相互作用引起原子模和机械模之间的间接耦合。在存在这种相互作用的情况下，噪声频谱得到修改，并导致不对称的冷却和加热速率。利用量子主方程，研究了平均声子数随时间的演化，观察到机械谐振器中的平均声子占有率表现出基态冷却。
2016-02-27 physics.optics quant-ph
Optical control of collective states in 1D ordered atomic chains beyond the linear regime
本文提出利用V型三能级原子组成的一维链作为时变超材料，突破亚辐射态与辐射解耦的限制，实现吸收、存储和按需发射，并证明非线性区双激发态可从超辐射态相干转移至亚辐射态，为纠缠的光学表征开辟道路。
2023-05-26 physics.optics quant-ph
Seeking better times: atomic clocks in the generalized Tonks-Girardeau regime
这篇文章是根据在布劳博伊伦会议上的同名谈话撰写的。首先，我们简要讨论时间和时间保持的重要性，解释一般时钟的基本功能，特别是原子钟，它依赖于拉姆齐干涉测量。讨论了冷原子在玻色-爱因斯坦凝聚体中的应用及其局限性。我们研究的另一种选择是一个不同的冷原子制度：紧密限制和强相互作用玻色子的Tonks-Girardeau（TG）气体。首先对TG气体进行了综述，然后将其推广到二能级原子。最后，我们探讨了拉姆齐干涉和TG气体的结合。
2008-01-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atom-Pair Tunneling and Quantum Phase Transition in Strong Interaction Regime
提出了一个考虑最近邻原子两体相互作用的光晶格中超冷无自旋原子的哈密顿量，在弱相互作用极限下，该哈密顿量可约化为玻色-哈伯德模型.新哈密顿量中的原子对希望项很好地解释了最近在强相互作用双势阱中观察到的关联隧穿现象，并导出了强相互作用原子作为碎片对来回隧穿的新的原子对隧穿动力学过程.最后，在强相互作用区发现了一种新的由原子对隧穿引起的振荡动力学，在这种情况下，玻色-哈伯德模型只产生具有固定原子占据数时均值的绝缘体态.两个量子相位之间的量子相变特征简并和非简并基态被证明是符合朗道二级相变理论。在有限原子数系统中，量子隧穿对偶数原子可以消除基态的简并，但对奇数原子不能。
2009-03-23 cond-mat.other quant-ph
Comparison of semiclassical and quantum models of a two-level atom-cavity QED system in the strong coupling regime
我们提出了一个数值研究比较半经典和量子模型的阻尼，强相互作用腔QED系统组成的一个单一的二能级原子与一个单一的量子化腔模相互作用的外部驱动的可调谐单色光场。我们计算了每种模型下耦合系统的稳态透射谱，并表明在强耦合区，两种模型产生截然不同的结果。系统的全量子力学模型正确地产生预期的多光子透射谱，而半经典方法的结果在一个多光子光谱。
2019-04-05 physics.atom-ph quant-ph
Raman scattering of atoms from a quasi-condensate in a perturbative regime
它表明，在拉曼过程中从准凝聚体散射的原子的位置的测量提供的信息上的母云的温度。特别地，密度和二阶关联函数的宽度对准凝聚体的非零温度引起的相位涨落敏感。它也示出了这些宽度如何演变过程中的云的散射原子的膨胀。这些结果是有用的规划未来的拉曼散射实验，并表明原子位置测量的空间分辨率的程度，必要的检测准冷凝物的温度依赖性。
2012-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Manifold formation and crossings of ultracold lattice spinor atoms in the intermediate interaction regime
超冷旋量原子在弱相互作用和强相互作用区的行为已经得到了广泛的研究，而在中间区的行为还不太清楚。数值研究了中等相互作用区域中有限大小的超冷旋量原子系综，揭示了本征态从强相互作用区域到中等相互作用区域的演化。在强相互作用区，本征态的低能级能谱呈现出良好的能隙多重流形结构，能隙的存在保证了本征态的分类。在中间相互作用区，发现本征态的分类保持不变，本征能谱变为准连续谱，不同的流形重叠。重叠诱导直接和避免的交叉之间的封闭的流形，这是由交叉中涉及的本征态的组合对称性。本文导出了一个修正的t-J模型来描述中间态的低本征态，该模型可以捕捉到流形的形成和交叉。国家准备通过避免交叉点也进行了调查。
2022-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Diffraction of a CW atom laser in the Raman-Nath regime
原子干涉测量是精密计量中最成功的技术。然而，目前使用超冷原子的干涉仪只允许人们暂时探测干涉图案，并且具有有限的占空比，导致混叠效应和低带宽测量-也称为迪克效应。连续波原子激光干涉测量显示出克服这些限制的希望，由于连续监测的干涉图案。在这项工作中，我们展示了一个关键的一步，这样的干涉表明衍射的“原子激光”在拉曼-纳特制度。我们从$^{87}$ Rb玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中耦合出一束连续的相干原子束，最长可达400 ms。“原子激光”与远失谐激光的驻波形成的光栅相互作用。原子激光衍射成几个级，最高达9 $^{th}$级或最高达$\pm 18\ \hbar k$的动量。对不同条件下的原子激光衍射进行了表征，结果与数值模拟相符。这样的原子激光器将允许构造原子干涉仪，以连续探测物理现象，直到几百毫秒的量级。
2018-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atom entanglements in the weak coupling regime
利用Ramsey型脉冲相互作用产生的范德华相互作用相位，提出了一种里德伯原子的纠缠方案.该方案不仅实现了原子间的受控相位操作，而且实现了各种反直觉的纠缠，包括存在第三个原子时的两原子纠缠和部分阻塞三原子的$W$态产生.实验实现与单个铷原子加载在一个阵列的光镊偶极陷阱，以证明所提出的纠缠产生和测量。
2019-08-05 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Laser-assisted binding of ultracold polar molecules with Rydberg atoms in the van der Waals regime
在双光子激光激发下，研究了碱金属里德伯原子与异质二聚体的超冷长程碰撞。在分子保持在库原子里德堡轨道之外的低密度区域中，我们表明原子-分子对进入远程束缚三聚体状态的双光子光缔合（PA）在广泛的原子里德堡通道中是有效的。作为一个案例研究，我们得到的PA线型的三聚体组成的KRb分子的振转基态和激发Rb原子的渐近里德堡能级$n^{2}S_j$和$n^{2}D_j$，为$n=20-80$。我们预测的原子-分子结合能范围$10-10^3$ kHz的第一振动态低于阈值。在1.0 $μ$ K时，平均三聚体形成速率为$10^8\, {\rm s}^{-1}$级，并且弱依赖于主量子数$n$。我们的研究结果为更广泛地理解超冷原子里德伯库中稀分子的奇异长程碰撞奠定了基础。
2021-09-14 physics.atom-ph quant-ph
Focusing Vacuum Fluctuations
研究了量子化光场真空模在抛物柱面镜上的聚焦。我们使用几何光学近似来计算焦点附近标量场和电磁场的能量密度和均方场平均值。我们发现，这些数量的增长作为一个反幂的距离的焦点。在原子上有一种吸引力Casimir-Polder力，它会把原子吸引到焦点上。对这种聚焦效应的一些估计表明，这种效应是可以观察到的。
2000-09-25 gr-qc hep-th quant-ph
Back-Scattering Properties of a Waveguide-Coupled Array of Atoms in the Strongly Non-Paraxial Regime
实验研究了在强非傍轴条件下，原子与光学介质倏逝耦合后的后向散射特性。我们观察到的功率和偏振的背散射光依赖于纳米纤维引导的激发场的方式，显着偏离基于两个层次的原子和标量波导的简单模型的预测。尽管它已被广泛用于波导耦合量子发射器的先前的实验和理论研究，因此，这个简单的模型是一般不足以甚至定性描述这样的系统。我们发展了一个从头算模型，其中包括原子的多层次结构和引导场的全部矢量属性，并找到非常好的协议与我们的数据。
2014-02-13 physics.atom-ph quant-ph
Gravitational effects on a dissipative two-level atom in the weak-field regime
Kyushu University（九州大学）；Quantum and Spacetime Research Institute, Kyushu University（九州大学量子与时空研究院）
利用Feynman-Vernon影响泛函形式，推导了牛顿引力场中二能级原子与标量场相互作用的量子主方程，发现自发辐射率受引力修正，且修正依赖于原子偶极、位置及辐射频率，并识别了引力增强或抑制自发辐射的参数区域。
2026-05-23 gr-qc quant-ph
Superconducting Resonator-Rydberg Atom Hybrid in the Strong Coupling Regime
我们提出了一个很有前途的混合量子系统，其中高激发态原子通过电容器的电场与超导LC振荡器发生强相互作用。外加一个静电场来调谐原子的能谱。在里德伯原子的DC斯塔克映射中，原子量子比特由两个本征态在一个避免的能级交叉处实现。改变静电场使原子-量子比特跃迁与微波谐振器共振或非共振，从而导致具有极大协同性的强原子-谐振器耦合。与超导电路中的约瑟夫森结引起的非线性效应类似，大的原子-谐振腔界面会扰动谐振腔的谐振势，从而产生一个人工二能级粒子。不同的通用双量子位逻辑门也可以在我们的混合系统中执行，在该空间中，原子量子位耦合到单个光子，其相互作用强度远远大于任何弛豫速率，为腔介导的状态传输打开了大门。
2016-11-16 physics.atom-ph quant-ph
Atom laser coherence and its control via feedback
本文用量子力学方法研究了单模原子激光的相干特性。具体来说，我们专注于原子场的量子相位噪声表示的一阶相干函数，我们推导出各种制度的解析表达式。该函数的衰减由相干时间或其倒数线宽表征。原子的碰撞相互作用是线宽的一个重要因素。我们发现四个不同的制度，随着相互作用强度的线宽。这些范围从标准激光线宽，通过二次和线性制度，另一个恒定的制度，由于量子复兴的相干函数。激光输出仅在线性状态下是相干的（玻色简并）。然而，我们表明，量子非爆破测量和反馈方案的应用将增加，由许多数量级，相互作用强度的范围内，它仍然是一致的。
2002-06-18 cond-mat quant-ph
Multiple scattering of light by atoms in the weak localization regime
相干后向散射是一种多重散射干涉效应，其增强了无序样品在后向方向上的漫反射。经典地，在精心选择的实验条件下，增强的强度是平均背景的两倍。我们展示了原子散射体的量子内部结构如何导致显著较小的增强。双散射在弱本地化制度的理论结果证实了最近的实验观察。
2000-11-13 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Long-lasting Quantum Memories: Extending the Coherence Time of Superconducting Artificial Atoms in the Ultrastrong-Coupling Regime
量子系统受到与环境相互作用的影响，通过两个过程引起退相干：纯退相和能量弛豫。为了实现量子信息处理，提高约瑟夫森量子比特和其他人工二能级原子的相干时间是非常重要的。我们从理论上表明，如果这些量子比特和腔场之间的耦合是纵向的，并在超强耦合制度，系统是强烈的保护，防止松弛。反之亦然，如果耦合是横向的，并且在超强耦合状态下，则系统被保护免于纯失相。利用弛豫抑制，我们证明了有可能提高它们的相干时间，并将这些量子比特用作量子存储器。事实上，为了保持纯粹的退相的相干性，我们证明，它是可以应用动态解耦。我们也使用一个辅助的原子层级来储存和撷取量子信息。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Lasing in the superradiant crossover regime
一种新的激光器，利用光和原子的相干性，是可能的，利用超冷碱土原子被困在一个光学腔体内的光晶格。不同的激光机制，包括超辐射，超辐射和常规激光，是由存储在原子和腔模的相对相干性区分。我们分析了在两个不同的实验实现区域的超辐射激光制度的物理。我们的计算证实了锶-87原子双禁戒时钟跃迁${}^3 P_0 \to {}^1 S_0$的超辐射激光的窄线宽。在88锶原子偶极禁戒跃迁${}^3 P_1 \to {}^1 S_0$的强驱动下，由于腔场的相干激发，超辐射线宽进一步变窄。
2018-09-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Laser driven superradiant ensembles of two-level atoms near Dicke's regime
本文报道了激光冷却的二能级原子系综超辐射的实验观测结果。在强驱动激光作用下，我们观察到系统沿对称轴具有超辐射。即使驱动激光与超辐射方向正交，也会发生这种情况。这种超辐射改变了自发发射，从而改变了拉比振荡。我们还研究了在几乎全反转系统中的Dicke超辐射随原子数的变化。实验结果与ab-initio，超越平均场计算定性一致。
2021-07-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
