Transport regimes of biphoton-state quantum walks in ordered and disordered arrays of nonlinear waveguides
Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Costa Rica（哥斯达黎加大学材料科学与工程研究中心）；Escuela de Física, Universidad de Costa Rica（哥斯达黎加大学物理学院）
研究非线性波导阵列中双光子态量子行走的传输模式，发现超球面和超扩散两种模式，并探讨无序对超球面模式的影响。
2026-01-15 quant-ph
Lévy walks and scaling in quenched disordered media
我们研究了淬火无序一维介质中的Lévy行走，散射体按长尾分布。通过分析等效电问题中随机行走概率和电阻率的标度关系，得到了均方位移随散射体分布指数变化的渐近性质。我们证明，在淬火介质中，不同的平均程序可以显示不同的渐近行为。特别是，我们估计的位移的时刻平均从散射网站开始的过程中，在类比与最近的实验。我们的结果进行了比较，数值模拟，具有良好的协议。
2011-04-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum information spreading in a disordered quantum walk
我们设计了一个量子探测协议，利用量子行走来研究量子信息的传播模式。我们采用量子费舍尔信息，作为一个品质因数，量化可提取的信息，一个未知的参数编码内的量子行走的演变。虽然该方法是通用的，我们专注于相干静态和动态无序研究反常和经典输运以及安德森局域化。我们的研究结果表明，量子行走可以被认为是一个读出设备的信息发生在复杂的网络，无论是经典的和量子的缺陷和扰动。
2020-10-20 quant-ph
Quantum simulation of bosonic-fermionic non-interacting particles in disordered systems via quantum walk
本文对玻色子和费米子非相互作用系统在不同无序影响下的离散两粒子量子行走进行了理论分析。我们考虑了100步量子阱的空间，时间和时空无序观察如何的随机性和波函数的对称性非平凡地影响最终的空间概率分布，输运性质和香农熵的步行者。
2013-12-19 quant-ph
Subdiffusion via Disordered Quantum Walks
输运现象在现代物理学和应用科学中起着至关重要的作用。例如，大型系统中的能量耗散、光网络中量子信息的分布以及疾病传播的及时建模。在这项工作中，我们通过实验证明了无序量子行走实现量子模拟器的可行性，该模拟器能够模拟一般的次扩散现象，随着时间的推移在空间中呈现出次线性扩散。我们的实验模拟这样的现象，通过精细控制插入的各种水平的混乱在进化的步行者，使我们的设置的独特的灵活性。这使我们能够探索全方位的亚扩散行为，从异常安德森局域化正常扩散。
2020-07-24 quant-ph
Effects of long-range hopping and interactions on quantum walk in ordered and disordered lattices
研究了一维理想晶格和无序晶格中长程跳跃和长程粒子间相互作用对硬核玻色子量子行走的影响。我们发现，跳跃的范围有一个更显着的粒子关联动力学的影响比相互作用的范围。我们说明，长程跳跃使相关图不对称的相互作用的符号和检查排斥和吸引相互作用的动力学散射孤立杂质和安德森局域化无序晶格中的相对作用。我们发现，弱排斥相互作用增加的概率隧道通过孤立的杂质和减少本地化。
2016-07-16 quant-ph
Experimental investigation of superdiffusion via coherent disordered Quantum Walks
许多无序系统表现出超扩散动力学，介于典型的经典随机过程的扩散动力学和通常预期在量子过程中扩散的所谓弹道行为之间。我们已经实验研究了超扩散行为的量子行走（QW），其动力学可以与能量传输现象，具有足够高的分辨率，以清楚地区分不同的无序制度。通过我们的实验装置，弹道和扩散扩散之间的区域可以有效地扫描通过适当地设置几个自由度，而不施加任何退相干的量子阱演化。
2019-07-26 quant-ph
Negative correlations can play a positive role in disordered quantum walks
我们调查的新兴性质的量子漫步与时间的无序工程从一个二进制马尔可夫链定制的相关性，$C$，和无序强度，$r$。我们发现，当无序是弱的- $r \ll 1$ -负相关的引入导致一个反直觉的更高的生产自旋晶格纠缠熵，$S_e$，比设置与正相关，即$S_e(-|C|)>S_e(|C|)$。这些结果表明，负相关无序在量子纠缠中所起的作用比文献中所假设的更为重要。
2020-08-20 quant-ph
Dynamically Disordered Quantum Walk as a Maximal Entanglement Generator
我们证明了在随机（动态无序）的一维离散时间量子随机游走（QRW）中，量子比特的内部（自旋）和外部（位置）自由度之间的纠缠在步数上渐近地达到其最大可能值，优于使用有序QRW获得的纠缠.这种无序是通过向QRW引入额外的随机方面来建模的，QRW是一种经典硬币，它随机决定哪种量子硬币驱动系统的时间演化。我们还表明，最大的纠缠是独立的初始状态的步行者，研究的步骤数的系统必须移动到一个小的固定邻域内的渐近极限，并提出了两个实验，这些想法可以进行测试。
2013-11-01 quant-ph
Quantum interference and coherence in one-dimensional disordered and localized quantum walk
一维离散时间量子行走在各种量子模拟的量子算法和协议的发展中起着重要的作用。在量子行走算法中观察到的加速归因于位置空间中波包的量子干涉和相干性。类似地，由于无序导致的量子行走中的局域化也归因于量子干涉效应。因此，仔细观察和理解量子干涉在不同形式的量子行走动力学中的表现方式是很有趣的。系统中的量子相干性是系统中量子干涉的原因。在这里，我们将使用相干测度来量化离散时间量子行走中的干扰。我们展示了位置和硬币空间中的相干性，一起和独立地，并提出了相干性对系统中量子干涉的贡献。这项研究有助于我们区分在一维离散时间量子行走中由于不同形式的无序和拓扑效应而出现的局域化。
2020-08-13 quant-ph
From Disordered Quantum Walk to Physics of Off-diagonal Disorder
具有非对角无序的系统具有特殊的特征，如波函数中的局域-离域跃迁和长程关联。为了激发非对角无序物理的实验研究，我们详细研究了有限链中的无序离散时间量子行走，其中对角无序可以通过构造设置为零。从传输矩阵的方法，我们表明，在理论上和计算上，量子漫步与无序的动力学表现出所有的非对角无序的主要特征。我们还提出了如何准备一个显着的离域零模从本地化和易于准备的初始状态使用绝热协议，缓慢增加的无序强度。数值实验也取得了令人鼓舞的结果。
2015-06-03 cond-mat.dis-nn quant-ph
Measuring Topological Invariants in Disordered Discrete Time Quantum Walks
量子漫步构成了一个通用的平台，用于模拟离散图上的传输现象，包括拓扑材料特性，同时对相关参数进行高度控制。实验访问和直接测量量子行走的拓扑不变量，我们实现了Tarasinski等人提出的散射方案。[Phys.Rev.A89，042327（2014）]在光子时间复用量子行走实验中。可调硬币操作提供了达到不同拓扑相位的机会，并因此观察到相应的拓扑相变。能够读出的位置和硬币的状态分布，辅以明确的干涉符号测量，允许重建的散射反射振幅，从而计算相关的散装拓扑不变量。正如预测的那样，我们还发现局域化的状态属于不同的拓扑相的两块之间的边缘。为了分析无序的影响，我们已经测量了两种不同类型的无序样品在大型合奏测量的不变量，展示了它们的恒定性在一个无序制度和连续过渡与无序强度增加的第二个无序样品。
2017-10-05 quant-ph
Localization does not occur for the Fourier walk on the multi-dimensional lattice
已知Grover行走在多维格上的局部化的存在性。本文给出了空间齐次量子游动局部化存在的一些条件。我们还证明，本地化不会发生的傅立叶行走的多维晶格。
2020-07-14 math-ph math.MP quant-ph
Topological delocalization in the completely disordered two-dimensional quantum walk
我们从数值和理论上研究了空间无序对具有两个内部“硬币”态的二维分步离散量子行走的影响。空间无序会导致安德森局域化，抑制量子行走的传播，使它们相对于扩散传播的经典同行处于不利地位。我们发现，空间障碍的最一般的类型，即，位置相关的Haar随机硬币算子不会导致安德森局域化，而是导致扩散扩散。这是一种离域现象，其发生是因为无序将量子行走置于不同的反常Floquet-Anderson绝缘拓扑相之间的临界点。我们的基础上的关系，这种一般的量子行走的一个更简单的情况下，在文献中研究，并已观察到的拓扑起源的无序诱导的离域的这种解释。我们回顾拓扑离域的简单量子行走，使用时间演化的波函数和能级间距统计。我们将散射理论应用于二维量子行走，从而计算无序量子行走的拓扑不变量，证实了离域的拓扑解释，并在传输的有限尺寸标度中发现了离域的特征。我们通过三种不同的方法计算临界指数$η$来显示Haar随机量子行走的临界性，并发现$η$ $\approx$为0.52，与整数量子霍尔效应相同.我们的研究结果展示了固态物理学的理论思想和数值工具如何帮助我们理解空间随机量子行走。
2021-02-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Weak disorder enhancing the production of entanglement in quantum walks
我们找到了几种方法来提高实现量子粒子的内部（自旋）和外部（位置）自由度之间的纠缠，通过插入无序的时间步长沿一维离散时间量子行走。无序是由随机选择的量子硬币引入的，量子硬币是从无限量子硬币之间的均匀分布或仅在所有时间步长的Hadamard和Fourier硬币之间的均匀分布中获得的。我们也可以通过沿着量子漫步交替无序和有序的时间步，或者通过建立概率$p<0.5$来减少无序的数量，以便为每个时间步选择傅立叶硬币而不是阿达玛硬币。我们的结果表明，这两种情况下导致最大纠缠优于有序量子行走。然而，这些最后的场景更有效地创造纠缠，一旦他们在更少的时间步长比前几个达到高纠缠率。为了比较不同的无序的情况下，我们进行了平均纠缠计算沿时间平均超过一个大的初始自旋状态从本地和高斯位置状态。对量子行走中从有序到无序的一些瞬态行为也进行了评价和讨论。基于现有的实验平台的实验意见。
2019-11-04 quant-ph
Entangling Power of Disordered Quantum Walks
我们研究如何引入不同类型的无序影响的内部（自旋）和外部（位置）的自由度之间的纠缠的产生在一维量子随机行走（QRW）。通过向快速反应窗口添加另一个随机特征，即，驱动系统演化的量子币在每个位置和/或每个时间步长随机选择，从而产生动态、波动或静态无序。第一个是位置无关的，每个格子站点在给定时间具有相同的硬币，第二个具有时间和位置相关的随机性，而第三个是时间无关的。我们表明，几个层次的混乱，动态无序是最强大的纠缠发电机，其次是波动的障碍。静态无序是效率较低的纠缠，几乎总是比有序的情况下效率低。此外，对于任何初始条件，动态和波动无序都会在时间上渐进地导致最大纠缠态，而静态无序没有渐进限制，并且与有序情况类似，具有对初始条件高度敏感的长时间行为。
2014-04-09 cond-mat.dis-nn quant-ph
Localization, delocalization, and topological phase transitions in the one-dimensional split-step quantum walk
量子游走对于信息处理任务是有希望的，因为在规则图上，它们比随机游走传播快二次方。然而，静态无序可以扭转局面：与随机行走不同，量子行走可以遭受安德森局域化，由此即使在无限的时间限制中，行走的扩展也停留在有限的区域内。因此，理解什么时候我们可以期望量子行走是安德森定域的，什么时候我们可以期望它甚至在无序存在的情况下扩展到无穷大是很重要的。在这项工作中，我们分析了一个通用的一维量子行走-分裂步行走-不同形式的静态无序的响应。我们发现，引入静态的，保序无序的参数的步行导致安德森局域化。然而，在完全无序的极限，离域设置，和步行蔓延subdiffusively。使用一种有效的数值算法，我们计算了无序行走的体积拓扑不变量，并解释了无序诱导的安德森局域化和离域转换使用这些不变量。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy-space random walk in a driven disordered Bose gas
本文通过数值模拟和半经典模型研究驱动无序玻色气体的能量增长，揭示能量空间随机行走机制，并解析得到从$t^{1/2}$到$t^{2/5}$的标度交叉，为后续实验奠定理论基础。
2023-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas nlin.CD
Quantum criticality in disordered bosonic optical lattices
利用精确的玻色-费米映射，研究了囚禁无公度光晶格中一维硬核玻色子基态密度分布的普适性质和有限温度量子临界行为.通过对量子临界区普适标度关系的分析，我们证明了超流到玻色玻璃化转变和无序硬核玻色子的一般相图可以由被俘获的无序系统的有限温度密度分布唯一地确定.
2010-11-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Walks in Periodic and Quasiperiodic Fibonacci Fibers
量子行走是量子计算、模拟、通信和信息等领域的关键操作。在这里，我们报告的第一次演示的量子行走和本地化的量子行走在一种新型的光纤有一个环的核心构造周期和准周期的Fibonacci序列，分别。理论和实验结果之间取得了很好的一致性。新型多芯环形光纤为低损耗光纤中的量子效应实验提供了一个新的平台，这对于具有大尺寸问题的实际应用的可扩展性至关重要。此外，我们的新的准周期Fibonacci多芯环光纤提供了一类新的准周期光子晶格，具有对角和非对角确定性的障碍，实现本地化的量子行走确定性。所提出的Fibonacci纤维制造简单直接，具有丰富的特性，可用于量子应用。我们的模拟和实验结果表明，与随机无序结构相比，在新提出的准周期光子晶格局域量子行走是高度可控的，由于准周期系统的确定性无序性质。
2019-11-04 physics.optics quant-ph
Quantum walk and Anderson localization of rotational excitations in disordered ensembles of polar molecules
本文研究了光晶格中一维、二维和三维空间无序超冷分子系综中单个分子的转动激发动力学。这种无序是由分子在光晶格中的不完全布居引起的。这导致了一个模型对应于一个量子粒子与远程隧道振幅移动的晶格具有相同的现场能量，但禁止访问随机网站（空位）。我们研究的时间和长度尺度的安德森局域化这种类型的障碍与现实的实验参数的哈密顿量。我们表明，对于实验实现的光晶格上的KRb分子系统，这种类型的无序导致在时间尺度上$t \sim 1$秒的一维和二维系统中的无序诱导的本地化。对于在每个维度上具有$55$位点和空位浓度$ 90~\%$的3D晶格，旋转激发扩散到晶格的边缘，并且没有显示出安德森局域化的特征。我们研究的远程隧道振幅的作用，允许远程晶格站点之间的旋转激发的转移。我们的研究结果表明，长程隧道效应对扩散机制中的动力学几乎没有影响，但对具有大浓度空位的晶格中的局域化动力学有显著影响，使二维晶格中的局域化分布的宽度增加了2倍以上。我们的结果提出了一个普遍的问题，即具有长程隧穿的量子粒子是否可以在具有替代无序的3D晶格中进行量子局域化。
2015-05-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum random walks on congested lattices
我们考虑拥挤格上的量子随机游动，并将其与经典随机游动进行对比。拥塞模型与晶格，包含静态缺陷，逆转步行者的方向。我们实现了一个退相过程后，每一步，这使我们能够顺利地插入经典和量子随机游走之间，以及研究退相的量子行走的效果。我们的关键结果表明，量子步行者逃离有限边界显着快于经典的步行者，这种优势仍然存在于严重拥挤的晶格。此外，我们观察到量子步行者对我们的退相模型非常敏感。
2013-10-30 quant-ph
Hanbury Brown and Twiss anticorrelation in disordered photonic lattices
我们报道了相干光通过无序一维光子晶格的Hanbury Brown和Twiss关联的测量结果。虽然这样的晶格表现出横向安德森局域化时，一个单一的输入位置被激发，均匀的激发排除了它的观察。通过研究均匀激发无序晶格的Hanbury Brown-Twiss相关性，我们观察到与光子反聚束相关的强度关系-非高斯统计的特征。虽然测得的平均强度分布是均匀的，但横向安德森局域化仍然是所观察到的安德森关系的基础。
2016-09-24 physics.data-an physics.optics quant-ph
Quantum Walk of Nonclassical Light in Glauber-Fock photonic lattices
该文件正在更新中。
2011-08-17 quant-ph
Electron Transport in One-Dimensional Disordered Lattice
研究格点相互作用与隧穿积分存在关联时一维无序链的电子输运特性，发现特定参数组合下电子态局域化消失使输运成为可能，并确定了该输运的参数。
2025-06-14 cond-mat.dis-nn quant-ph
Quantum random walks in optical lattices
我们提出了一种利用囚禁在光晶格中的中性原子实现离散量子无规行走的实验方法。随机游走发生在位置空间和实验实施与目前的技术-甚至使用现有的设置-似乎是可行的。我们分析了实验中可能存在的缺陷的影响，并研究了从量子随机行走到经典随机行走的过渡，以增加误差和退相干。
2002-07-24 quant-ph
Anderson localization of entangled photons in an integrated quantum walk
波不能在随机介质中传播。安德森局域化首先被预测为存在无序势的量子粒子，在经典声学、电磁学和光学中也观察到了。本文首次报道了在受位置依赖无序影响的两粒子离散量子行走中纠缠光子对的安德森局域化现象。利用飞秒激光写入技术在玻璃衬底上制作了干涉仪阵列，实现了无序晶格上的量子行走。一种新的技术是用来引入一个受控的相移到网络的每个单元网格。利用偏振纠缠来模拟两步行系统的不同对称性。因此，我们能够在粒子之间不存在相互作用的情况下通过实验研究（玻色子和费米子）统计的真正影响。我们将展示不同类型的随机性和波函数的对称性如何影响纠缠步行者的定位。
2013-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Fidelity Susceptibility in One-dimensional Disordered Lattice Models
本文利用保真度磁化率方法研究了一维量子无序晶格模型Anderson模型和Aubry-André模型中的量子相变。首先，我们发现保真度极化率和广义绝热极化率在无序晶格模型的量子临界点处最大，由此可以确定无序晶格模型的量子临界点。其次，对保真度磁化率和广义绝热磁化率的有限尺寸标度分析表明，在量子临界点，一维Anderson模型的关联长度临界指数和动力学临界指数分别为2/3和2，Aubry-André模型的关联长度临界指数和动力学临界指数分别为1和2.375。因此，Anderson模型和Aubry-André模型中的量子相变具有不同的普适类。由于保真度磁化率和广义绝热磁化率与线性响应区的动力学结构因子直接相关，因此量子无序系统中的保真度磁化率有可能在不久的将来被实验观测到.
2019-02-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Equivalence of dynamics of disordered quantum ensembles and semi-infinite lattices
University College London（伦敦大学学院）
研究通过映射将无序量子系统集合的动力学等价于单粒子在无限晶格中的动力学，揭示了相干丢失的几何解释，并展示了通过晶格模型获得量子比特退相干及通过平均无序实现晶格模型求解的方法。
2024-06-25 cond-mat.dis-nn quant-ph
Sensitivity to the initial state of interacting ultracold bosons in disordered lattices
研究了由Anderson模型与Gross-Pitaevskii方程耦合得到的一维非线性无序系统的动力学行为。一个分析模型为我们提供了一个单一的数量全球性的特点系统的本地化。这个量服从相对于初始状态的宽度的标度律，其可用于独立于初始状态来表征动力学。
2011-11-17 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Sub-thermal to super-thermal light statistics from a disordered lattice via deterministic control of excitation symmetry
单色相干光穿过无序光子介质演化成随机场，其统计由无序度决定。在这里，我们证明了实验中，光统计可以确定性地调整在某些无序晶格，即使当无序水平是固定的，通过可控地打破晶格模式的激发对称性。我们利用一个晶格赋予无序免疫手征对称性，其中的本征模式来在斜对称对。如果一个单一的晶格位置被激发，一个“光子热化间隙”出现：亚热光统计的领域是不可访问的，无论无序水平。然而，通过激发具有可变相对相位的两个位点，如在传统的双路干涉仪中，手征对称性被明智地破坏，并且对光统计进行干涉控制，跨越亚热和超热状态。这些结果可能有助于开发新的相干激光器的非相干光源。
2016-09-24 physics.data-an physics.optics quant-ph
Spectral description of the dynamics of ultracold interacting bosons in disordered lattices
从谱的角度研究了一维非线性无序系统的动力学。谱熵和李雅普诺夫指数提取的短时间动力学，并给出了不同的动力学制度的相关表征。混沌和自陷制度是由对数正态分布的法律，其起源是追溯到指数形状的线性问题的本征态。这些量满足依赖于初始状态的标度律，并解释了系统在较长时间内的行为。
2012-12-07 cond-mat.dis-nn nlin.CD quant-ph
Decoherence effects in the dynamics of interacting ultracold bosons in disordered lattices
我们研究了由自发发射过程引起的无序、相互作用和退相干之间的相互作用。相互作用包括在安德森模型通过平均场近似，并介绍了一个简单的自发发射模型。数值模拟使我们能够研究退相干对不同动力学机制的影响。物理图片的机制在发挥作用进行了讨论，并提供简单的解释。最后，我们讨论了标度律对初态宽度的有效性。
2012-09-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Unusual Diffusivity in Strongly Disordered Quantum Lattices: Random Dimer Model
本研究针对强无序量子晶格提出 random dimer model，揭示了以 $t^{-1/2}$ 衰减且受噪声影响趋于恒定的反常扩散率，挑战了强无序下非相干跃迁的传统认知。
2024-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
