Optical superlattice for engineering Hubbard couplings in quantum simulation
本文利用相位稳定双色光学超晶格在费米子量子气体显微镜中实现隧穿、倾斜和自旋耦合的精确可调控制，并展示了相干双阱振荡、关联量子行走及自旋梯子等强关联量子模拟能力。
2024-05-29 cond-mat.quant-gas
Accessing finite momentum excitations of the one-dimensional Bose-Hubbard model using superlattice modulation spectroscopy
我们研究了一维玻色-哈伯德模型中玻色量子气体对超晶格调制的响应。我们证明，使用含时密度矩阵重整化群和线性响应理论，这样的超晶格调制提供了在有限动量的玻色-哈伯德模型的激发光谱。在莫特绝缘体深处，响应的特征在于在近似对应于玻色子之间的现场相互作用强度的频率处的窄能量吸收峰。因此，这种光谱技术允许精确测量相互作用强度的有效值。在超流方面，我们表明，响应依赖于晶格填充。该系统可以在调制频率的无限小的值或仅在频率阈值以上响应。我们讨论了我们的数值结果的Lieb-Liniger模型的分析结果。特别是，对于这个连续模型，玻色子化预测两个响应的幂律开始。
2018-03-05 cond-mat.quant-gas
Bose-Hubbard Model on a Honeycomb Superlattice: Quantum Phase Transitions and Lattice Effects
该研究通过分析蜂窝超晶格 Bose-Hubbard 模型中 $Δ/t$ 与 $U/t$ 的竞争，揭示零温三类量子相、连续 SF-MI 相变及有限温超流行为，为冷原子实验提供理论预测。
2025-06-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological Bose-Mott Insulators in a One-Dimensional Optical Superlattice
研究了一维光学超晶格中具有排斥作用的玻色-哈伯德模型的拓扑性质。我们发现分数填充下的单组分（双组分）Bose-哈伯德模型的莫特绝缘体态是具有非零电荷（或自旋）Chern数和非平凡边缘态的拓扑绝缘体.在超冷原子实验中，我们证明了通过测量玻色子原子在简谐势阱中的密度分布可以检测拓扑陈数。
2013-02-12 cond-mat.quant-gas
Superfluid, Supersolid and Checkerboard Solid in Two-Component Bosons in an Optical Lattice: Study by Means of Gross-Pitaevskii Theory and Monte-Carlo Simulations
玻色t-J模型是二分量玻色-哈伯德模型的强在位排斥极限，有望通过光晶格中冷原子的实验实现。在以前的论文中，我们用解析方法和数值蒙特卡罗（MC）模拟研究了玻色t-J模型。然而，在有限$J_z$的情况下，其中$J_z$是赝自旋相互作用的$z$ -分量耦合常数，通过假设棋盘型玻色子密度来研究模型的相图。在这项研究中，我们将继续我们以前的研究玻色子t-J模型使用Gross-Pitaevskii（GP）理论和MC模拟没有假设任何模式的玻色子密度。这两种方法相互补充，结果可靠。结果表明，随着$J_z$的增加，超流态转变为超固体，进而转变为具有棋盘对称性的真正固体。在本研究中，我们提出了一种方法来识别量子相变的GP理论。我们还通过MC模拟研究了超流性的有限温度相变和SS的对角固体有序。
2014-05-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Extended Bose-Hubbard model with dipolar excitons
哈伯德模型是凝聚态物理最著名的理论框架之一。它描述了相互作用的量子粒子在晶格势中的强关联相。对于玻色子，哈伯德哈密顿量已经被深入研究了短程现场相互作用。然而，在实验上，获得更长距离的耦合仍然是难以捉摸的。这标志着对扩展的玻色-哈伯德哈密顿，允许绝缘有序相分数晶格填充的前沿。在这里，我们实现这个哈密顿量限制在一个人工的二维正方形晶格的半导体偶极激子。最近的相邻晶格位置之间的强偶极排斥，然后稳定在半填充绝缘状态。扩展的玻色-哈伯德模型的这一特征表现出理论上预期的棋盘空间顺序的特征。因此，我们的工作强调，偶极激子使控制实施的玻色子样阵列具有较强的场外相互作用，在晶格中可编程的几何形状和超过100个网站。
2022-09-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
One-dimensional superlattices with s-p resonance
我们提出了一种考虑次近邻隧穿效应的扩展Bose-哈伯德模型的实现方法，即在一维双阱光学超晶格中相邻两个位置的s和p轨道之间存在共振.自定义方法找到最大本地化的Wannier函数使我们能够计算物理隧道系数，这对模型的研究提出了一些限制，最近已经做了使用任意值的参数。此外，我们发现，在s-p共振的情况下，系统分裂成两个不连通的晶格。我们还分析了系统的Zak-Berry相位和单粒子谱。为了提出的问题，在充分的背景下，简短的审查的基础光晶格物理和推导的标准玻色-哈伯德模型包括在内。
2013-09-10 cond-mat.quant-gas
Quantum phase transitions in attractive extended Bose-Hubbard Model with three-body constraint
用数值方法研究了最近邻排斥对三体约束吸引玻色格子气体基态相图的影响。当排斥作用开启时，除了均匀的Mott绝缘态和两个超流体相（原子和二聚体超流体）外，在单元填充处出现二聚体棋盘状固态，其中玻色子对形成具有棋盘结构的固体。我们还发现，随着排斥力的增加，均匀Mott绝缘态和原子超流态之间的一级跃迁可以转变为连续跃迁。此外，二聚体超流相的稳定区域可以扩展到适度的值的跳跃参数通过调整的排斥力的强度。因此，我们的结论有助于在光晶格中寻找超冷玻色气体中的二聚体超流相。
2011-08-24 cond-mat.quant-gas
Mott Insulator-Superfluid Transition in a Generalized Bose-Hubbard Model with Topologically Non-trivial Flat-Band
本文研究了具有拓扑非平凡平带的棋盘格点上的广义Bose-哈伯德模型。采用平均场方法对模型哈密顿量进行解耦，并利用朗道二级相变理论得到了相图。进一步计算了莫特绝缘体态中准粒子和准空穴的能隙和色散，发现在强相互作用极限下，准粒子和准空穴也有平坦带.
2012-05-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superfluidity and Density Order in a Bilayer Extended Hubbard Model
利用集团动力学平均场论研究了具有层间相互作用的正方晶格双层哈伯德模型的相图。这些层由双组分费米子填充，并且两层中的密度和相互作用的强度是变化的。我们发现，一个有吸引力的层间相互作用可以诱导棋盘密度有序相和超流相，无论是层间或层内配对。值得注意的是，后一阶段不需要层内相互作用存在：它可以归因于诱导的吸引力相互作用引起的密度波动在其他层。
2016-04-20 cond-mat.quant-gas
Interaction-Driven Ferrimagnetic Stripes in the Extended Hubbard Model
Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平狄顿研究所计算量子物理中心）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
扩展Hubbard模型中，引入最近邻反 ferromagnetic 电子自旋和电荷条带在掺杂下产生。
2026-03-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Ground-state phase diagram and route to supersolidity in a two-component extended Bose-Hubbard model
Lanzhou University（兰州大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
本文采用投影纠缠对态方法研究双组分扩展玻色-哈伯德模型的基态相图，识别四种相，发现无超固体相，通过调控参数识别出轨道选择性超固体相，为偶极激子平台实现超固体提供路径。
2026-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum Phases of Ultracold Bosonic Atoms in a One Dimensional Optical Superlattice
我们分析了周期性一维光学超晶格中超冷玻色子原子的各种量子相位。我们的研究是在玻色-哈伯德模型的框架下，用有限尺寸密度矩阵重整化群（FS-DMRG）方法进行的。已经进行了计算的密度和能量的变化范围很广，由于超晶格势。在相称的填充，我们发现莫特绝缘体和超流相，以及莫特绝缘体诱导的超晶格。在一个特定的无公度密度，系统被发现是在超流相共存的密度振荡的系统的参数的一定范围内。
2011-03-02 cond-mat.quant-gas
Two supersolid phases in hard-core extended Bose-Hubbard model
研究了次近邻隧穿效应对正方晶格上硬核扩展Bose-哈伯德模型的影响。用集团平均场论确定了基态相图。当引入适度的nnn隧穿时，根据其符号，发现两种不同的具有棋盘晶体结构的超固态远离半填充。讨论了这两种超固态的各种相变特征。特别地，对于动力学阻挫的情况，建立了同时具有固体和非常规超流序的半超固相的存在性。因此，我们的工作揭示了这个有趣的超固相在真正的超冷晶格气体与挫折隧道搜索。
2017-11-07 cond-mat.quant-gas
Supersolid and charge density-wave states from anisotropic interaction in an optical lattice
我们证明了磁性原子或极性分子间偶极相互作用的各向异性可以稳定光晶格中的新量子相。利用基于张量网络算法的可控数值方法，计算了二维正方形格子--一个具有吸引相互作用和排斥相互作用的硬核玻色子各向异性哈伯德模型的有效哈密顿量的相图.除了传统的超流态和莫特绝缘体态外，我们还发现了条纹态和棋盘状态的电荷密度波态，以及连接超流态和条纹固态的超固相。向超固相的转变具有不同于软核玻色哈伯德模型的机制。
2010-05-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Generalized Effective Potential Landau Theory for Bosonic Quadratic Superlattices
研究了二次光学超晶格的玻色-哈伯德模型的性质。为此，我们将最近建立的单组分有效势Landau理论推广到多组分的情况，不仅找到了分数填充的特征不可压缩固相，而且得到了零温下整个参数区域的量子相图。通过与量子蒙特卡罗模拟结果的比较，验证了广义有效势朗道理论（GEPLT）的高精度.最后，我们评论的优点和缺点的GEPLT鉴于直接比较与相应的解耦平均场论。
2013-06-18 cond-mat.quant-gas
Three body on-site interactions in ultracold bosonic atoms in optical lattices and superlattices
在考虑两体在格相互作用的玻色-哈伯德模型框架下，研究了光晶格中超冷玻色原子的莫特绝缘体-超流相变.本文分析了在光晶格中三体在位相互作用对这种相变的附加作用以及在光超晶格中出现的各相之间的相变。利用平均场论和密度矩阵重整化群方法，我们得到了描述光晶格和超晶格中各种物理量之间关系的相图。我们还提出了可能的实验签名来观察三体相互作用。
2012-05-26 cond-mat.quant-gas
Tunable anisotropic superfluidity in an optical kagome superlattice
研究了亚格子对称性破缺的kagome晶格上的Bose-哈伯德模型的相图。这样的超晶格结构可以自然地创建和调整，通过改变一个子晶格的潜在偏移在光产生的阻挫晶格。超结构产生了丰富的量子相图，这是通过结合量子蒙特卡罗模拟与广义有效势朗道理论分析。Mott相的非整数填充和沿条纹的特征顺序被发现，这表明过渡到超流相的各向异性超流密度。令人惊讶的是，超流各向异性的方向在不同的对称方向之间变化，作为粒子数或跳跃强度的函数。最后，我们讨论了飞行时间吸收测量中各向异性相的特征签名。
2015-05-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Ab-initio phase diagram of ultracold 87-Rb in an one-dimensional two-color superlattice
研究了超冷~（87）Rb原子在一维双色超晶格中的从头算相图。使用单粒子能带结构计算，我们将实验设置映射到玻色-哈伯德模型的参数上。这种从头算方法使我们能够用实验控制参数来表示相图，即，形成光学超晶格的激光的强度。为了解决实验系统尺寸的多体问题，我们采用密度矩阵重整化群算法。详细研究了所有观测量的收敛性和有限尺寸效应。我们的结果表明，所有相关的量子相位，即，超流体，莫特绝缘体，准玻色玻璃，可以通过单独的激光强度变化访问。然而，事实证明，相图是强烈的纵向捕获势的影响。
2010-05-18 cond-mat.quant-gas
Phase Diagram of Bosons in Two-Color Superlattices from Experimental Parameters
我们研究了玻色87-Rb原子气体在双色超晶格势中的零温相图，直接从实验参数出发，如产生超晶格的两束激光的波长和强度。在第一步中，我们通过显式能带结构计算将实验装置映射到具有站点相关参数的玻色-哈伯德哈密顿量。在第二步中，我们使用密度矩阵重整化群（DMRG）方法求解多体问题，并计算了观测量，如能隙，凝聚分数，最大数起伏和干涉条纹的可见度。我们研究了相图作为函数的激光强度s_2和s_1作为控制参数，并表明，所有相关的量子相，即超流，莫特绝缘体，和准玻色玻璃相，以及它们之间的转变可以通过这些强度的变化单独进行调查。
2009-04-28 cond-mat.quant-gas
Mean-Field Analysis of Spinor Bosons in Optical Superlattices
我们利用包含自旋相关相互作用的玻色-哈伯德哈密顿量研究了光学超晶格中无自旋和自旋1玻色子的基态相图。我们通过平均场方法对超晶格的单胞进行解耦，并精确地考虑了单胞内的动力学。该系统支持莫特绝缘以及超流体相。这些相之间的转变对于无自旋玻色子来说是二级的，对于自旋1玻色子来说是二级或一级的。反铁磁相互作用有力地惩罚高自旋配置和拉长所有莫特叶，特别是那些对应于每个晶格位置上的偶数原子数。我们发现二次塞曼效应提升了不同极性超流相之间的简并度，导致额外的亚稳相和一级相变。最后，我们表明，单位晶胞的两个站点之间的能量偏移诱导单原子隧穿共振，令人惊讶地生存以及进入超流制度的楼梯。
2012-07-12 cond-mat.quant-gas
Topological Properties of Ultracold Bosons in One-Dimensional Quasiperiodic Optical Lattice
分析了具有准周期超晶格势的一维Bose-哈伯德模型的拓扑性质。这个系统可以在具有无公度超晶格势的光晶格中相互作用的超冷玻色子中实现。我们首先分析了由余弦函数构成的准周期超晶格，我们称之为类Harper玻色-哈伯德模型。我们计算陈数，并观察到一个间隙关闭行为的相互作用强度$U$的变化。此外，我们还讨论了我们的系统中的体积边缘对应。此外，我们探讨了相图作为$U$和连续变形参数$β$的函数之间的哈珀类模型和另一个重要的准周期晶格，斐波那契模型。数值计算证实了无公度电荷密度波（ICDW）相位是拓扑非平凡的，并且在整个ICDW区域内是拓扑等价的。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Spin-1 Atoms in Optical Superlattices: Single-Atom Tunneling and Entanglement
我们研究旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在光学超晶格理论使用玻色-哈伯德哈密顿量，考虑自旋效应。假设少量的自旋-1玻色子加载在光学势，我们研究单粒子隧穿时发生的一个晶格位置是斜升相对于相邻的网站。自旋相关效应以定性和定量的方式改变隧穿事件。根据双阱的不对称性，不同类型的磁序发生，使光学超晶格中的自旋1玻色子系统成为介观磁性的模型。我们使用双势阱作为一维超晶格的单胞。均匀和不均匀的磁场的应用和线性和二次塞曼位移的影响进行了检查。我们还研究了两粒子间的纠缠，并构造了最大纠缠态。在我们的系统中的纠缠是由于轨道和自旋自由度。我们计算了轨道和自旋纠缠的贡献，并表明这两项的总和给出了一个下界的总纠缠。
2012-01-10 cond-mat.quant-gas
Quantum phases of tilted dipolar bosons in two-dimensional optical lattice
考虑了二维正方形光晶格中超冷偶极玻色子量子相位的最小模型。该模型是扩展的玻色-哈伯德模型的一个变体，并易于研究偶极玻色子倾斜角$θ$变化引起的量子相位。在低倾角$0^{\circ}\leqslantθ\apprle25^{\circ}$下，系统的基态为棋盘相，既可以是棋盘超固体，也可以是棋盘密度波。对于高倾斜角$55^{\circ}\apprgeθ\apprge35^{\circ}$，优选具有超固体或密度波的条纹顺序的相。在中间域$25^{\circ}\apprleθ\apprle35^{\circ}$中，乳液或SF相介入棋盘相和条纹相之间的过渡。对于$θ\apprge55^{\circ}$，吸引相互作用占主导地位，这使得系统不稳定，并且存在密度崩塌。在我们的研究中，我们使用Gutzwiller平均场理论来获得量子相位和相边界。此外，我们利用平均场理论的二阶微扰分析方法计算了系统的不可压缩相和可压缩相之间的相边界。在适用的情况下，分析结果与数值结果非常吻合。
2019-06-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Phase-Sensitive Measurements on a Fermi-Hubbard Quantum Processor
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Hamburg University of Technology（汉堡工业大学）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）
本文研究了在光学超格中利用费米-海伯格模型进行相敏感测量的高效协议，通过全局淬火动力学和短虚时间演化测量复杂洛施密特回声，揭示了费米-海伯格模型的谱特性。
2026-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Lattice supersolid phase of strongly correlated bosons in an optical cavity
我们数值模拟了强关联超冷玻色子与高精细度腔场的耦合，由激光束在横向泵浦。假设在腔方向上添加一个弱经典光晶格，我们用广义玻色-哈伯德模型对该系统进行建模，并利用玻色动力学平均场论求解该模型。建立了完整的相图，其中除了超流和莫特绝缘体等常规相外，还包含两种新的自组织量子相：格子超固体和棋盘固体。在有限但较低的温度下，发现热波动增强自组织相的形成。我们表明，腔介导的长程相互作用可以产生稳定的晶格超固体和棋盘式的固体相，即使在政权的强烈的s波散射。在谐波陷阱的存在下，我们讨论这些自组织阶段的共存，相关的实验。
2013-05-22 cond-mat.quant-gas
Simulating bosonic Chern insulators in one-dimensional optical superlattices
研究了一维光学超晶格中超冷玻色子原子实现的具有周期调制跳跃和在位势参数的扩展Bose-哈伯德模型的拓扑性质.我们表明，在半填充和深莫特绝缘制度的相互作用玻色子链可以模拟玻色子陈绝缘体的拓扑相图类似的Haldom模型的非相互作用费米子。通过计算多体Chern数、准粒子能谱、相互作用玻色子的拓扑抽运以及从正常（平凡）到拓扑莫特绝缘体的拓扑相变，我们进一步研究了基态的拓扑性质.我们还提出了全球相图的多体基态，其中包含一个超流相和两个莫特绝缘相平凡（零陈数）和非平凡的拓扑结构（非零陈数），分别。
2020-02-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose-Hubbard model in the presence of artificial magnetic fields: Ground state and thermal phase diagrams
研究人工磁场下二维Bose-Hubbard模型的基态与热力学相图，发现阻挫跳跃扩大绝缘相和超固相边界，并揭示超流相和超固相的实空间调制及涡旋构型，证实绝缘相和超固相在实验温度下的鲁棒性。
2025-07-16 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Mean-field scaling of the superfluid to Mott insulator transition in a 2D optical superlattice
玻色-哈伯德模型的平均场处理预测，一旦系统能量由晶格配位数$z$缩放，晶格捕获气体的性质对特定的晶格几何形状不敏感。我们测试这种缩放直接通过比较的相干性的$^{87}$ Rb气体驱动的超流莫特绝缘体过渡内的可果美（$z=4$）或三角形（$z=6$）的几何形状的光晶格。在相同的相互作用和隧穿能量下，可果美晶格中原子的相干分数低于三角晶格中原子的相干分数。从这两个晶格的测量值的比较同意定量与缩放预测。我们还研究了气体的晶格几何形状的变化的响应，并观察到一个强相互作用的戈薇-格子气突然“空穴掺杂”通过引入额外的网站的三角形晶格的动态。
2017-07-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Crystal, Superfluids, Supersolid and Hetero-Structure in System of Two-Component Strongly-Correlated Bosons in a Cubic Optical Lattice
本文研究了立方光晶格中二分量硬核玻色子的有限温度相结构。本文所研究的系统是玻色-哈伯德模型的一个有效模型，具有很强的就地排斥作用，称为玻色t-J模型。对于高温超导材料等强关联电子系统，该模型是t-J模型的玻色子对应模型。我们用路径积分法和蒙特卡罗模拟对模型进行了研究。我们发现该系统具有非常丰富的相结构，包括棋盘式的“绝缘”状态，超流，相分离状态，非均匀的云状状态，等等。我们也有兴趣在可能的超固相与棋盘秩序和超流性，并发现额外的最近邻种间吸引力诱导超固态。在超固态中，除了单个原子的超流外，还出现了成对的超流。这一结果对铜氧化物的高温超导机制提供了重要的认识。
2012-03-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
