Quantum Fluctuations of a Single Trapped Atom: Transient Rabi Oscillations and Magnetic Bistability
分离单个原子并监测其共振荧光是研究辐射与物质相互作用中量子效应的有力工具。在这里，我们提出了一个孤立的中性原子存储在磁光阱的量子动力学的观察。通过原子共振荧光中的光子关联，我们证明了与原子瞬态拉比振荡相对应的光子反聚束现象。通过对偏振敏感的光子关联，我们展示了一个新的解决量子涨落的例子：原子的自发磁取向。这些效应只能用单个原子观察到。
2000-03-22 quant-ph
Mapping trapped atomic gas with spin-orbit coupling to quantum Rabi-like model
我们建立了一个连接的超冷原子系统的谐波陷阱与拉曼诱导的自旋轨道耦合的量子拉比类模型。通过将囚禁原子系统映射到类拉比模型中，我们可以按照求解量子拉比模型的方法得到类拉比模型的精确解。这种映射的存在意味着我们可以用自旋轨道耦合的囚禁原子气体来研究量子光学中的基本模型。
2013-02-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Asymmetric quantum Rabi model, trap-dipole resonance, and quantum gates with optically trapped ultracold polar molecules
Center for Theoretical Physics and School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学理论物理中心及物理与光电工程学院）
本文发现光阱中超冷极性分子的量子化运动可实现非对称量子拉比模型，并导致陷阱-偶极共振，通过引入快速iSWAP门和任意控制相位门，实现了高保真度的量子计算。
2026-05-22 quant-ph
Perfect revivals of Rabi oscillations and hybrid Bell states in a trapped ion
Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治优秀大学物理研究所）；Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治优秀大学物理数学科学学院）
通过囚离子的反转变换，研究Rabi振荡的完美复兴，发现原子运动的Schrodinger猫态自然生成，并通过运动的对称与反对称Schrodinger猫态与电子态的相互作用，得到四个或thonormal的maximally entangled态，即Bell态。
2024-12-13 quant-ph
Rabi oscillations in two-level systems beyond the rotating-wave approximation
在这里，我们使用微扰技术的平均方法的基础上，研究连续波和脉冲驱动的二能级系统（TLS）的拉比振荡。通过超越行波近似，特别是二阶微扰，我们得到了TLS共振频率的Bloch-Siegert位移，其中共振频率随驱动场振幅的增加而增加。该频移意味着拉比频率约为跃迁频率的40%或更高的短共振$π$脉冲在TLS中不能实现完全反转。因此，根据平均技术的分析结果的指导下，我们提出了两种方法来获得人口反转的TLS驱动的短$π$脉冲：一个啁啾和其他脉冲整形和近共振蓝移失谐。这两种方法最大限度地减少了由于布洛赫-西格特移位的失相，减少了TLS的激励对脉冲相位的依赖性，并且在实现完全的粒子数反转方面非常有效。
2015-07-17 quant-ph
Experimental Realization of the Rabi-Hubbard Model with Trapped Ions
量子模拟为研究参数可控的强关联多体系统提供了重要的工具。Rabi-哈伯德模型是量子光学和凝聚态物理两个基本模型的混合体，它通过局域自旋-玻色子相互作用和长程玻色子跳跃的相互竞争，展示了丰富的物理性质。在这里，我们报告的实验实现的拉比-哈伯德模型使用高达$16$捕获的离子，并提出了一个控制研究其平衡性质和量子动力学。我们通过缓慢淬灭耦合强度的方法观察到基态的量子相变，并测量了不同参数下的量子动力学演化。以磁化强度和自旋-自旋关联为探针，在小尺度下将理论结果与实验结果进行了比较，验证了模型哈密顿量的预言.对于更大尺寸的$16$离子和$16$声子模系统，有效的希尔伯特空间维数超过了$2^{57}$，其动力学对于经典的超级计算机是难以处理的。
2022-04-29 quant-ph
Anomalous Rabi oscillations in multilevel quantum systems
我们表明，激发概率的一个状态内的一个歧管的水平经历拉比振荡的频率确定的状态之间的能量差，而不是由足够强的脉冲的脉冲面积。所观察到的动力学可以被用作一个强大的状态准备作为一种替代绝热通道，并作为一个有用的光谱方法的程序。
2017-08-28 quant-ph
All Optical Switch of Vacuum Rabi Oscillations: The Ultrafast Quantum Eraser
研究了单级联三能级量子发射体与微腔强耦合的全光时间控制。我们发现，只有特定的到达时间的控制脉冲成功地关闭拉比振荡。根据控制脉冲的到达时间，可以观察到各种奇异的非绝热腔量子电动力学效应。我们发现，只有特定的到达时间的控制脉冲能够突然关闭和打开腔光子的一阶相干性，而不影响它们的强耦合布居动力学。这种行为可以理解为量子互补性的表现。
2010-10-04 quant-ph
Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime
二能级系统与电磁场的耦合，其完全量子化的版本是量子拉比模型，是量子物理学的中心课题之一。当耦合强度足够大，达到场模频率时，接近深强耦合区，可以从真空中产生激发。在这里，我们证明了一个周期性的量子拉比模型中的两个能级系统的编码在布洛赫能带结构的冷铷原子的光学势的变种。用这种方法，我们实现了拉比耦合强度的6.5倍的场模式的频率，这是远远在深强耦合制度，并观察到一个子周期的时间尺度提高玻色子场模式激发。在测量记录的基础上的耦合项的量子拉比哈密顿，冻结的动力学揭示了小的频率分裂的两个能级系统，正如预期的耦合项占主导地位时，在所有其他的能量尺度，和复苏较大的分裂。我们的工作展示了一条在尚未探索的参数机制中实现量子工程应用的途径。
2023-02-22 quant-ph
Influence of Pulse width and Rabi frequency on the Population dynamics of three-level system in two-photon absorption process
研究了三能级系统在双光子吸收过程中的布居动力学，主要研究了脉冲宽度和拉比频率对系统布居动力学的影响。我们观察到的人口与拉比频率和脉冲宽度的依赖性。通过控制脉冲宽度和拉比频率，我们还证明了由上、下两态组成的任意叠加态是可能的。所得结果适用于更复杂的多能级系统，对量子信息处理中的相干量子控制有一定的参考价值。
2013-07-22 physics.optics quant-ph
Experimental observation of parity-symmetry-protected phenomena in the quantum Rabi model with a trapped ion
该研究利用囚禁离子模拟可进入超强及深耦合区的扩展量子 Rabi 模型，实验揭示宇称对称性对声子激发、基态纠缠、量子叠加及相关可观测量的保护与调控作用。
2025-01-10 quant-ph
Observation of a quantum phase transition in the quantum Rabi model with a single trapped ion
量子相变（QPT）通常与具有接近热力学极限的大自由度的多体系统相关联。在这样的系统中，当哈密顿量的控制参数被扫描过量子临界点时，多体基态在零温度下表现出突变。最近人们认识到，在由量子拉比模型（QRM）描述的仅由二能级原子和单模玻色场组成的简单系统中也可以发生QPT。在这里，我们报告的第一个实验演示中的QRM使用一个单一的捕获离子的QPT。我们测量了离子的平均上旋态布居数和空间振荡模中的平均声子数作为两个序参量，观察到了离子与其空间运动之间耦合的缓慢猝灭导致的相变的明显证据。在不施加热力学极限的情况下，对基本量子光学模型中的相变进行实验探索，为量子点理论和量子临界现象的受控研究开辟了一个新的窗口。
2021-02-10 quant-ph
Coherent State Preparation and Observation of Rabi Oscillations in a Single Molecule
我们报告的激发单分子通过窄零声子跃迁使用短激光脉冲。通过监测斯托克斯位移荧光，我们研究了激发态布居随延迟时间、激光强度和频率失谐的变化。仅用500个光子就证明了π脉冲激发，并且在更高的激发功率下实现了5个拉比循环。我们的研究结果与理论计算吻合得很好，并提供了第一步相干操纵的电子状态的单分子与几个光子。
2008-11-02 quant-ph
Probing the Dynamics of Superradiant Quantum Phase Transition in a Single Trapped-Ion
我们证明，量子相变（QPT）的拉比模型和QPT附近的临界动力学可以探测在一个单一的囚禁离子的设置。我们首先证明了存在的拉比模型的平衡和非平衡的通用功能，通过找到一个适当的重新标度的系统参数和可观的。然后，我们提出了一个方案，可以忠实地实现拉比模型的限制，一个大的比率的有效原子跃迁频率的振荡器频率使用一个单一的陷阱离子，因此QPT。结果表明，预测的通用功能确实可以观察到基于我们的计划。最后，现实的噪声源探测的通用功能在实验中的影响进行了检查。
2016-07-13 quant-ph
Rabi Lattice models with discrete gauge symmetry: phase diagram and implementation in trapped ion quantum simulators
我们研究的自旋玻色子链，表现出局部Z2对称性。利用微扰理论、平均场论和密度矩阵重整化群方法研究了该模型的量子相图。我们的计算表明，在玻色子量子动力学慢于自旋-自旋相互作用的区域存在一级相变。我们的模型可以用俘获离子量子模拟器来实现，从而实现显示局部规范不变性和一阶相变的极小模型。
2015-03-16 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Rabi Model with Trapped Ions
利用单囚禁离子的失谐双色边带激发，对量子Rabi模型进行了全参数范围的量子模拟。我们表明，目前的设置可以重现，特别是，这样一个典型的光-物质相互作用的超强和深强耦合制度。此外，我们还结合这些极端偶极区，利用绝热方法研究了它们的纠缠基态的可控产生和探测。离子阱可以说是Jaynes-Cummings模型的第一个量子模拟，Jaynes-Cummings模型是量子拉比模型的一个限制区域，其中驻波近似成立。我们表明，一个可以超越和实验研究的量子模拟的耦合制度的量子拉比模型，很难实现与自然偶极相互作用。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Analytic pulse design for selective population transfer in many-level quantum systems: maximizing amplitude of population oscillations
对原子、分子或量子点等离散能级量子系统的状态选择性制备和操纵是许多不同领域的最终工具，如化学反应的激光控制、原子光学、高精度计量学和量子计算。拉比振荡是实现这种操纵的最简单但可能非常有用的机制之一。拉比理论认为，在二能级系统中，共振驱动导致两个能级之间周期性的、完全的布居振荡。本文提出了一种在一般离散多能级量子系统中产生类拉比振荡的解析优化算法。
2004-11-02 quant-ph
Periodic quantum Rabi model with cold atoms at deep strong coupling
本研究利用光晶格冷原子实验实现了周期性量子Rabi模型的深强耦合 regime 量子模拟，观测到布里渊区边界处的非常规动力学及极端耦合下的初态坍缩复苏，验证了相关理论预测。
2024-07-10 quant-ph
Fast Ground State Manipulation of Neutral Atoms in Microscopic Optical Traps
我们证明了在两个微米大小的光阱中的中性$^{87}$ Rb原子基态超精细态之间以MHz速率的拉比跳跃。使用紧密聚焦的激光束，我们展示了高保真度，特定于站点的拉比旋转与相邻站点上的串扰分开的$8 μ\rm m$在$10^{-3}$的水平。Ramsey光谱学用于测量$870 μ\rm s$的退相时间，其比$π/2$脉冲的时间长$\approx$ 5000倍。
2005-09-23 quant-ph
Decoherence in trapped ions due to polarization of the residual background gas
我们研究了振荡离子本身引起的剩余背景气体的极化对囚禁离子的阻尼和加热机制。通过与液氦中表面电子的物理类比推理，我们证明了在实验中观察到的拉比振荡的衰减9Be+可以归因于这里研究的极化现象。在我们的极化模型中还预测了拉比振荡阻尼对囚禁离子振动量子数的灵敏度。
2001-09-28 quant-ph
Deterministic generation of multi-photon bundles in a quantum Rabi model
本研究提出在量子拉比模型中利用Ξ型三能级原子与高斯脉冲驱动，通过受激拉曼绝热通道技术确定性产生反聚束多光子束的方案，为相关量子技术应用提供支持。
2023-03-27 quant-ph
Quantum Control in Qutrit Systems using Hybrid Rabi-STIRAP Pulses
本文介绍并从理论上分析了利用慢绝热STIRAP操作和短非绝热Rabi脉冲在qutrit系统中产生任意三能级的过程。在该方案中，快脉冲在基态和第一激发态之间产生叠加，而慢脉冲通过受激拉曼绝热通道（STIRAP）将任意布居转移到第二激发态。我们展示了能级种群和相位的高保真度量子控制，并描述了绝热性破坏下产生的误差。在一个配置中的辅助状态是可用的，我们展示了如何实现一个非拆除监测的相对阶段。这些方法是通用的，并且可以在具有至少三个可访问能级的量子系统可用的任何实验平台上实现。我们在这里详细讨论电路量子电动力学（QED）的实验实现的基础上得到的结果与transmon，其中使用的混合Rabi-STIRAP序列的人口控制已经实现。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Vibronic coupling induced by fast Rabi oscillations for kinetic energy control in free atom
振动子耦合效应通常表现在分子和晶体中，而不是在未结合的原子中。从理论上证明了在强电磁波作用下运动二能级原子中电子振动态的存在性。在这种情况下，电子密度的拉比振荡引起原子质心以拉比频率的周期性位移。周期性位移混合斯塔克分裂电子能级，并导致建立一个通道的能量转移的光子-电子-质心系统。这种通道为利用电磁波的参数快速控制自由原子的动能铺平了道路。因此，如果激光脉冲频率和光学跃迁之间的失谐分别为正或负，则系统动能可以减小或增大。对于实际的失谐值，脉冲持续时间应该比激发原子能级的寿命长一个数量级，以便完成能量转移过程。
2020-03-02 quant-ph
Quantum state engineering on an optical transition and decoherence in a Paul trap
在Paul阱中，单个Ca+离子以高达99.9%的概率被冷却到振动的基态。从这个福克州开始|n=0>我们证明了对光学跃迁的相干量子态操纵。在1.4ms内观察到多达30个拉比振荡。我们发现，在离子制备后，|n=1> Fock态。光态操纵的相干性只受激光和环境磁场涨落的限制。运动加热已被测量为低至190 ms内的一个振动量子。
1999-09-13 quant-ph
Analytic pulse design for selective population transfer in many-level quantum systems: optimizing the pulse duration
在关于这个主题的前一篇论文中，我们展示了对于任意形状和持续时间的脉冲，驱动频率如何可以解析地优化，以最大化一般多能级量子系统中所选两个能级之间的粒子数振荡的振幅。它显示了如何标准拉比理论可以扩展到简单的两能级系统之外。现在，为了在两个预选能级之间实现最快和尽可能完整的布居转移，驱动脉冲应该被定制，使得它只产生布居的单个半振荡。在本文中，这第二个（也是最后一个）步骤控制人口转移使用修改（即多能级系统）拉比振荡进行了讨论。本文给出的结果可以看作是标准的$π$ -脉冲理论-也严格地只在二能级系统中有效-在一般多能级系统中的相干驱动的布居振荡的扩展。
2005-03-24 quant-ph
Complete Rabi oscillations in the ion-laser interaction
本文研究了单个谐振势阱离子在激光相互作用下的动力学，以两个本征态的线性组合作为初始状态，在无近似条件下获得解析结果并展示了完整的Rabi振荡。
2024-12-19 quant-ph
Plasmon-assisted two-photon Rabi oscillations in a semiconductor quantum dot -- metal nanoparticle heterodimer
光子拉比振荡具有量子计算和量子信息处理的潜力，因为在拉比周期期间可以创建一对纠缠光子。我们从理论上研究了这种现象在由与金属纳米颗粒强耦合的半导体量子点组成的异二聚体中的发生。双光子拉比振荡是由于量子点中基态到双激子跃迁的相干双光子过程引起的。在量子点附近存在金属纳米颗粒导致量子点经由金属纳米颗粒的自作用，因为后者的极化状态取决于前者的量子态。粒子间的相互作用产生两个主要效应：（i）-增强外场振幅和（ii）-重正化的量子点的共振频率和弛豫率的非对角密度矩阵元素，这两个依赖于量子点的能级的布居。在这里，我们专注于第一个效果，这导致有趣的新功能，特别是，在一个孤立的量子点和随后的增长的纠缠光子对的数量相比，每个脉冲的拉比周期数增加。我们还讨论了孤立量子点和异质二聚体的激子态的辐射衰变对双光子拉比振荡的破坏作用。
2018-10-14 quant-ph
Quantum simulation of the quantum Rabi model in a trapped ion
量子拉比模型，包括一个两能级系统和一个玻色子场模式，可以说是描述量子光-物质相互作用的最简单和最基本的模型。从历史上看，由于自然光物质过程的参数限制，该模型的丰富性在实验室中一直难以捉摸。在此，我们在实验上实现了单囚禁离子中量子Rabi模型的量子模拟，模拟光模与原子之间的耦合强度可以任意调节。所展示的量子模拟器的多功能性使我们能够详细地实验探索量子拉比模型，包括广泛的其他不可访问的现象，如那些发生在超强和深强耦合制度。在这个意义上，我们能够在深强耦合区域中自动产生量子Rabi模型的基态，在那里我们能够检测玻色场模与二能级系统之间的非平凡纠缠。此外，我们还观察到当耦合强度增加时，驻波近似的崩溃，以及当耦合达到深强耦合区时，声子波包的产生。最后，我们还测量了量子Rabi模型在超强耦合下的能谱。
2017-11-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Rabi oscillations of two-photon states in nonlinear optical resonators
我们证明了在高质量的非线性谐振腔中的四波混频过程可以导致光子占据数和二阶关联函数的拉比振荡，这是光信号中纠缠光子对存在的一个特征。在由连续相干泵驱动的系统的情况下，振荡发生在瞬态区。我们表明，用脉冲相干泵浦驱动系统将产生强烈的反聚束光子态。
2016-02-29 quant-ph
Pulsed Rabi oscillations in quantum two-level systems: beyond the Area Theorem
面积定理指出，当一个短的光脉冲驱动一个量子二能级系统时，它在散射单个光子的概率上经历拉比振荡。在这项工作中，我们调查的故障的面积定理的脉冲长度变得不可忽略，并为某些脉冲面积。利用简单的量子轨道，我们提供了一个解析近似的光子发射动力学的二能级系统。我们的模型提供了一种直观的方式来理解再激发，它阐明了双光子发射事件背后的机制，可以破坏单光子发射。我们实验测量了半导体量子点作为二能级系统的发射统计，并与我们的简单模型的短脉冲显示出良好的协议。此外，该模型清楚地解释了我们最近的结果[K。费舍尔和L. Hanschke等人，Nature Physics（2017）]显示了来自两能级系统的主要双光子发射，其脉冲的相互作用面积等于$π$的偶数倍。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Coalescence of two branch points in complex time marks the end of rapid adiabatic passage and the start of Rabi oscillations
本文从理论上研究了啁啾激光驱动下二能级原子中的布居转移。众所周知，在厄米的情况下，快速绝热通道（RAP）是稳定的一个以上的临界啁啾，低于该状态拉比振荡与变化的激光功率的最终布居。我们表明，如果激发态是由共振，分界线标记这一临界现象在激光脉冲参数的空间来自一个例外点（EP）-一个非厄米奇性形成的原子系统中的快速激光场振荡和包围由于激光脉冲包络和瞬时频率的缓慢变化。这种临界现象可以通过将“慢”时间变量扩展到复平面中来巧妙地理解，揭示了一组编码非绝热动力学的分支点，其中RAP和Rabi振荡之间的切换由两个这样的分支点的合并触发。我们断言，两个不同的奇点--复杂时间平面中的EP和分支点合并--之间有趣的相互关系可以激发涉及激光驱动原子的可行实验。
2021-12-30 quant-ph
Driving Rabi oscillations at the giant dipole resonance in xenon
自由电子激光（FEL）在XUV和X射线区域中产生短且非常强的光脉冲。我们研究了利用巨偶极共振（GDR）的偶极强度驱动氙原子拉比振荡的可能性。由于GDR的位置在$4d$电离阈值以上，因此GDR在小于30 μ s内衰减。我们发现，10 $^{18}$ W/cm $^2$左右的强度需要诱导拉比振荡的周期相当于寿命。脉冲持续时间不应超过100 as，因为氙将在几个寿命内完全电离。拉比振荡在光电子谱中也以奥特勒-汤斯分裂的形式出现，这种分裂延伸到几十电子伏。
2015-10-31 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Cross-cavity quantum Rabi model
介绍了描述单个二能级系统与两个正交玻色子场相互作用的跨腔量子Rabi模型，并提出了利用二维双色第一边带驱动单个囚禁离子的量子模拟.我们提供了一个介绍性的调查模型，包括它的对角化的两个水平的系统基础，数值谱和它的特点，在弱，超强和深强耦合制度。我们还表明，退化场频率和平衡耦合的特殊情况下，允许我们铸造的模型作为两个宇称变形振荡器在任何给定的耦合制度。
2016-04-14 quant-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Unconditional preparation of squeezed vacuum from Rabi interactions
谐振子的压缩态是连续变量量子传感、计算和通信的核心资源。在这里，我们提出了一种方法，通过Rabi型相互作用哈密顿量，仅使用少量的耦合器-量子比特耦合门，就可以产生非常好的高压缩真空态的近似，并且具有低的过量反压缩。这种相互作用可以用几种不同的方法来实现，这些方法以前已经在超导电路和捕获离子平台中得到了证明。该协议与其他操纵量子谐振子的协议兼容，从而促进了可扩展的连续变量容错量子计算。
2020-10-23 quant-ph
Phonon induced Rabi frequency renormalization of optically driven single InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究光驱动拉比旋转的量子点激子跃迁之间的5和50 K，和脉冲面积高达$14π$。在高驱动场区，拉比旋转的衰减是非单调的，周期随脉冲面积减小而随温度增大。通过比较的激子-声子相互作用的弱耦合模型的实验，我们表明，所观察到的拉比频率的重整化诱导的纵向声学声子的浴中的波动，一种效果，这是一个声子类比的兰姆位移。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Persistent Rabi oscillations probed via low-frequency noise correlation
如果在弱耦合状态下连续监测量子位，则量子位拉比振荡已知是非衰减的（尽管具有波动相位）。在本文中，我们提出了一个实验来证明这些持续拉比振荡通过低频噪声相关。这个想法是通过两个探测器来测量一个量子比特，在拉比频率上偏置频闪。低频噪声取决于偏置脉冲的两个梳齿之间的相对相位，对于同相梳齿或反相梳齿，两个检测器中的电报噪声都强烈增加。这是因为持续拉比振荡和测量脉冲之间的自同步。几乎完美的相关性的噪声在两个检测器的同相政权和几乎完美的反相政权的关系表明存在同步的持续拉比振荡。实验可以用半导体或超导体量子比特来实现。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
The ultra-sensitive electrical detection of spin Rabi oscillation at paramagnetic defects
简要回顾了脉冲电检测磁共振（pEDMR）实验。PEDMR允许通过瞬态电流测量来高度灵敏地观察半导体中的载流子和缺陷的相干电子自旋运动。讨论了该方法的理论基础、实验实现、灵敏度及其在半导体电子跃迁研究中的潜力。以晶体硅（111）-二氧化硅界面上的P_b中心为例，用实验方法说明了如何探测自旋拉比振荡及其退相、相干衰减和自旋耦合效应。
2005-09-18 quant-ph
Collective Rabi Oscillations and Cold Collisions
我们研究了共振光学腔内的冷原子碰撞。量子化腔模可以用来操纵冷原子之间的碰撞，使得原子与电磁场之间的激发的周期性交换强烈地改变碰撞动力学。因此，在碰撞期间，碰撞的原子对可以在其基态和激发态之间振荡。使用半经典模型，它可以预测，这种拉比样的振荡揭示在原子陷阱的损失概率，其中显示的最大值和最小值的模式和原子跃迁的频率之间的失谐的函数。
2001-06-26 quant-ph
Rabi oscillations at three-photon laser excitation of a single rubidium Rydberg atom in an optical dipole trap
本文首次在光偶极阱单个铷原子上观测到三光子拉比振荡，利用1367 nm强激光调控中间能级失谐，并探讨了提升相干性以服务量子信息处理的方法。
2024-10-02 physics.atom-ph quant-ph
Analytical Fock-State Generation and SWAP using a Rabi-Driven Transmon
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
提出一种解析的、免校准的协议，仅利用弱色散耦合transmon的两能级g-e流形，通过Rabi驱动和单边带音调实现确定性Fock态生成和模间SWAP操作，其脉冲时间遵循闭式缩放，无需逐态优化。
2026-06-18 quant-ph
Tripartite quantum Rabi model with trapped Rydberg ions
本文提出三方量子 Rabi 模型（TQRM），研究玻色子与双自旋的耦合机制，解析推导本征谱，并指出可在囚禁里德堡离子量子模拟器中实现，为探索自旋与运动自由度的新关联和纠缠提供新机遇。
2024-06-01 physics.atom-ph quant-ph
Driving-dependent damping of Rabi oscillations in two-level semiconductor systems
我们提出了一种机制来解释拉比振荡的阻尼与本地化的半导体系统中的驱动脉冲面积增加的性质，并提出了一个一般的方法，描述了一个相干驱动的两能级系统与退相水库相互作用。目前的计算表明，正如实验观察到的那样，水库的非马尔科夫特征导致退相速率对驱动场强度的依赖性。此外，我们已经表明，拉比振荡的阻尼可能会发生由于不同的退相机制的固定和非固定的影响，由于耦合到环境。目前的计算结果与现有的实验测量结果相当吻合。
2007-06-29 quant-ph
Effective Rabi dynamics of Rydberg atoms and robust high-fidelity quantum gates with a resonant amplitude-modulation field
在两个里德伯原子上加一个共振振幅调制场，我们提出了一种里德伯反封锁（RAB）机制，在该机制中，原子的集体基态和激发态之间产生拉比振荡。控制Z门可以通过拉比循环产生。此外，通过修改参数关系，解决了RAB门的几个常见问题。整形脉冲增强了门的保真度和门对控制误差的鲁棒性。放宽了对Rydberg-Rydberg相互作用强度控制精度的要求。此外，原子激发被抑制，因此门对原子衰变的鲁棒性增强。
2020-03-05 quant-ph
Rabi oscillation in a quantum cavity: Markovian and non-Markovian dynamics
我们研究了量子腔中原子的拉比振荡，其中每个反射镜都是由一维波导附近的原子链形成的。这个建议是研究以前使用马尔可夫近似，其中由于两个腔镜之间的光的有限的旅行时间的延迟被忽略。我们表明，拉比振荡类似于高精细度经典腔获得的，只有当这个旅行时间是远远大于的时间尺度，其特征的集体响应的原子链。因此，必须考虑延迟，并且问题的动态本质上是非马尔可夫的。感兴趣的参数，如拉比频率和腔的损耗率由于光子泄漏通过反射镜获得。
2016-02-05 quant-ph
Selective Interactions in the Quantum Rabi Model
我们证明了选择性的$k$光子相互作用的出现在强和超强耦合制度的量子拉比模型与斯塔克耦合项。特别是，我们表明，旋转和反转项之间的相互作用产生多光子相互作用，其共振频率取决于，由于斯塔克项，玻色子模式的状态。我们发展了一个分析框架来解释这些$k$光子相互作用，通过使用含时微扰理论。最后，我们提出了一种利用囚禁离子的内部自由度和振动自由度对含Stark项的量子Rabi模型进行量子模拟的方法，并结合实际物理参数进行了数值模拟，验证了该方法的有效性.
2020-03-31 quant-ph
Broadband laser cooling of trapped atoms with ultrafast pulses
利用锁模激光器产生的超快脉冲演示了射频阱中原子离子的宽带激光冷却。单离子的温度是通过观察离子在已知的谐波阱势中的时间平均图像的大小来测量的。虽然观察到的最低温度只有大约1 K，但这种方法有效地冷却了非常热的原子，并且可以充分地定位被捕获的原子，以产生接近衍射极限的原子图像。
2005-07-07 quant-ph
High sensitivity multi-axes rotation sensing using large momentum transfer point source atom interferometry
点源干涉仪（PSI）是一种装置，在该装置中，通过在行为近似为点源的冷原子云的膨胀期间施加拉曼脉冲的时间序列来分裂和重组原子。PSI可以作为一个敏感的多轴陀螺仪工作，可以自动过滤掉加速度信号。由旋转引起的相移与从拉曼脉冲转移到每个原子的动量成比例。因此，通过增加动量传递，应该有可能提高PSI的灵敏度。在这里，我们调查的灵敏度增强的程度，可以通过增加PSI与大动量转移（LMT）采用一系列的许多拉曼脉冲交替方向。与用于描述PSI的典型方法相反，我们采用了一个模型，在该模型下，每个原子的质心的运动被描述为量子力学。我们展示了如何增加多普勒频移导致的缺陷，从而限制了信号条纹的可见性，并确定了通过增加拉曼脉冲的有效双光子拉比频率来抑制这种效应的方法。考虑到自发发射的影响，我们表明，对于一个给定的值的单光子拉比频率，有一个最佳值的脉冲数，超过该值的灵敏度的净增强开始下降。例如，对于200 MHz的单光子拉比频率，灵敏度增强因子的峰值为~39，动量传递为常规PSI的~69倍。我们还发现，这个峰值的比例为单光子拉比频率的4/5的权力。
2020-09-08 quant-ph
Quantum gates implementations in the separated ion-traps by fast laser pulses
提出了一种在被单独囚禁的离子之间实现通用量子门的方法。代替用于操纵离子-离子耦合的典型绝热操作，这里通过使用快速激光脉冲非绝热地实现离子之间的可切换耦合。因此，离子之间所需的量子门可以通过仅使用一系列激光脉冲来实现。该方案可以方便地推广到具有可伸缩离子阱的量子计算中。
2012-11-27 quant-ph
Cold-atom based implementation of the quantum Rabi model
二能级系统与玻色单模的相互作用是量子光学中最基本的过程之一。在微观上，它由量子拉比模型（QRM）描述。在这里，我们提出了一个基于单囚禁冷原子的实现这个模型。TLS是使用原子塞曼态实现的，而陷阱中原子的振动态代表玻色子模式。耦合由合适的虚拟磁场图案介导。我们表明，所有重要的系统参数，即，发射器场失谐和发射器与模式的耦合强度可以在宽范围内调谐。值得注意的是，假设现实的实验条件下，我们的方法可以探索制度的超强耦合，深强耦合，色散深强耦合。玻色子模式和TLS的状态可以使用标准的冷原子技术来制备和读出。此外，我们表明，我们的计划，使重要的推广，即，驱动QRM，QRM与二次耦合以及耦合到一个模式（迪克模型）的情况下，许多TLS的实施。拟议的冷原子为基础的实施将促进实验研究的一系列现象预测的QRM在极端的，迄今为止未探索的物理制度。
2017-06-23 quant-ph
Quantum dynamics of cold trapped ions, with application to quantum computation
讨论了激光与冷阱离子相互作用的理论，因为它涉及到Cirac-Zoller量子计算机的设计。计算了囚禁离子的平均位置、离子振荡的本征值和本征模、离子的允许和禁戒内跃迁的Rabi频率的大小以及所需哈密顿量的有效性判据。还提供了各种离子种类的能级数据。
1997-02-27 quant-ph
Coherent generation of EPR-entangled light pulses mediated by a single trapped atom
我们表明，一个单一的，被困，激光驱动的原子在一个高精细光学腔允许量子相干产生的纠缠光脉冲的需求。提出了用于产生同时和时间上分离的脉冲对的方案。激光激发对冷原子量子运动的力学效应分别介导了两个腔模之间和两个后续脉冲之间的纠缠相互作用。纠缠是EPR型的，其程度可以通过外部参数来控制。在产生过程的最后，原子与光场解相关。可能的实验实施的建议进行了讨论。
2005-12-23 quant-ph
On the relationship between noise squeezing and Rabi oscillations in active quantum dot ensembles
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Kassel University（卡塞尔大学）
研究通过量子点SOAs中的Rabi振荡实现噪声压缩，发现其周期性行为与脉冲能量相关，且在特定条件下产生非高斯态。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Destructive Probing of Rabi Oscillations on the Cesium Clock Transition near the Standard Quantum Limit
我们报告的非破坏性观察拉比振荡的Cs时钟过渡。利用马赫-曾德尔干涉仪测量了探测激光束的相移，由此推断了偶极囚禁冷原子系综的内部原子态演化。我们描述了一个单一的颜色，以及一个双色探测方案。使用后者，测量的集体伪自旋投影的原子在叠加的时钟状态进行和所观察到的自旋波动被证明是接近标准的量子极限。
2008-01-27 quant-ph
