Tunable Single- and Multiphoton Bundles in Cavity-Coupled Atomic Arrays
该研究通过调控腔耦合原子阵列的干涉相位，实现单光子到多光子束的可调转换，揭示了光子相关性的分层结构，并为高保真度多光子源提供了新方法。
2025-12-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Localization to delocalization transition in a driven nonlinear cavity array
我们研究了非线性腔阵列，其中每个腔中的粒子弛豫率随激发数的增加而增加。我们表明，相干参数输入可以驱动这样的阵列成状态的相称填充，形成非平衡类似物的莫特绝缘状态。我们探讨了莫特绝缘相的边界和过渡到一个离域相自发一阶相干。虽然与平衡态下的莫特绝缘体到超流的相变有许多相似之处，但我们发现的相图也有明显的不同。特别是非对角顺序不会成为长程，因为退相过程的影响随着隧穿速率的增加而增加。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Cavity dark mode mediated by atom array without atomic scattering loss
本文利用结构因子最大化的可配置原子阵列与环形腔强耦合，实现无原子散射损耗的腔暗模，并支持两光学模式高效转换、任意相移调控及单原子寻址。
2024-10-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Programmable cavity QED with a fiber-integrated atomic array
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究院）；Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子物理研究所，维也纳工业大学）
本研究结合12位点⁸⁷Rb光镊阵列与高协同度光纤法布里-珀罗微腔，实现单原子耦合强度的连续调控，测量集体增强真空拉比分裂并完成原子数非破坏性读出，为光纤集成量子网络节点提供可扩展架构。
2026-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Local vs non-local dynamics in cavity-coupled Rydberg atom arrays
针对腔嵌入系统中非局域腔模对量子动力学的影响问题，本文通过推导Tavis-Cummings-Ising模型研究一维腔耦合里德堡原子阵列的低能激发动力学，揭示腔模非局域性对介子和弦动力学的作用，并提出实验实现蓝图。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
A cavity array microscope for parallel single-atom interfacing
Stanford University（斯坦福大学）；Stony Brook University（纽约州立大学石溪分校）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Harvard University（哈佛大学）；Montana State University（蒙大拿州立大学）
该研究提出了一种腔体阵列显微镜，实现单原子与自身腔体的强耦合，支持并行读取和大规模量子网络构建。
2026-02-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Density Wave Superradiance of Photonic Fluid in Frustrated Triangle Lattice Cavity Arrays
平动对称性的自发破缺通常是局域相互作用和长程相互作用的竞争所致。然而，在本文中，我们展示了如何晶体秩序可以产生的本地相互作用和长程相关的挫折之间的竞争。本文提出了一个三角晶格上的正跳跃玻色哈伯德模型，模型中引入了一个由简并量子气体组成的受抑腔阵列产生的对生成项。我们发现通过增加对产生项的强度与局域相互作用强度的比值，可以实现两种密度波有序的超辐射光子流体相，并发现了两种不同密度波有序态之间的一级跃迁，这为我们提供了一种不借助长程相互作用而产生相干“固体”相的新途径.
2019-04-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum phase transition of the two-dimensional Rydberg atom array in an optical cavity
利用平均场理论和大规模量子蒙特卡罗模拟，研究了光腔中二维里德伯原子阵列。里德伯原子之间的强偶极-偶极相互作用使系统呈现出晶体结构，二能级原子与腔场光子模的耦合导致极化激元的形成。它们之间的相互作用提供了一个丰富的量子相图，包括莫特，固体1/2，超辐射和超辐射固相。作为二级共存相，超辐射固相打破了平移对称性和U（1）对称性。通过数值计算和解析计算，我们发现超辐射固体的辐射区域比一维情况大得多，从而更容易在实验中观察到。最后讨论了里德伯原子的能隙对量子相变类型和三相点数目的影响。
2022-04-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering indefinitely long-lived localization in cavity-QED arrays
利用Jaynes-Cumming相互作用的非线性性质，可以在腔QED阵列中实现光子布居的捕获。然而，在实际系统中，不可避免的耗散效应会通过持续的光子泄漏破坏自陷态。为了规避这个问题，我们表明，一个精心设计的驱动器，耗散和哈密顿的结果在实现无限期持续的自陷。我们表明，驱动器，耗散和光物质相互作用之间的复杂的相互作用的结果，需要一个最佳的窗口的驱动强度，以实现这种非平凡的稳定状态。我们处理的两个腔和四腔的情况下，使用精确的开放量子多体计算。此外，在半经典极限下，我们将系统放大到一维长链，并证明了驱动-耗散系统中的局域化-去局域化转变。虽然，我们的分析是在保持腔QED系统记住，我们的工作是适用于其他驱动耗散系统的非线性起着决定性的作用。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering anisotropic Dicke model with dipole-dipole interaction for Rydberg atom arrays in cavity
本文提出利用腔中里德伯原子阵列和周期驱动构建带强偶极-偶极相互作用的各向异性 Dicke 模型，并实现反旋波项与旋波项比例的全范围可调。
2025-03-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering topological materials in microwave cavity arrays
我们提出了一个可扩展的架构，探索相互作用的拓扑相位的光子阵列的微波腔，使用腔和电路量子电动力学的既定技术。一个时间反演对称性破缺（非互易）通量诱导耦合的微波腔铁氧体，允许生产的各种拓扑能带结构包括$α=1/4$霍夫斯塔德模型。通过将腔耦合到超导量子位来包括有效的光子-光子相互作用，并且有效的光子-光子相互作用足以产生$ν=1/2$玻色子劳克林水坑。我们证明了精确的对角化，这种架构是强大的实验可实现的水平的混乱。这些进展提供了一个令人兴奋的机会，采用量子线路工具包的探索强相互作用的拓扑材料。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Momentum-space Landau levels in driven-dissipative cavity arrays
本文从理论上研究了二维正方晶格上存在弱谐波陷阱的驱动耗散Harper-Hofstadter模型。在没有抽运和损耗的情况下，这个系统的本征态在一定限度内可以理解为动量空间环形朗道能级，其中能带的几何性质贝里曲率的作用类似于动量空间磁场。我们表明，这些本征态的关键特征可以观察到在单色相干驱动下的驱动耗散系统的稳态，并提出了一个现实的建议，使用国家的最先进的耦合腔阵列的光学实验。我们将讨论如何这样的光谱测量可用于探测与矩阵值Berry连接的非对角元素和合成磁规范相关的影响。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Programmable Cavity Squeezing for Distributed Sensing in a Tweezer Array
Istituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR)（意大利国家光学研究所）；European Laboratory for Nonlinear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱学实验室）；University of Firenze（佛罗伦萨大学）
该研究提出利用腔中光镊阵列构建可编程腔压缩方案，实现分布式传感的纠缠调控，可将差分Ramsey干涉测量的相位不确定性降至标准量子极限以下，为分布式传感提供可扩展的纠缠构建途径。
2026-08-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Confined Meson Excitations in Rydberg-Atom Arrays Coupled to a Cavity Field
本文研究一维里德伯缀饰原子与腔场耦合系统中的受限介子激发，通过Ising-Dicke模型揭示一级相变，并利用淬火动力学和零差探测等方法实现介子振荡的表征与观测。
2023-12-28 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Artificial electromagnetic field with cold atoms in two-dimensional optical lattice
我们提出了一个人工电磁场可以工程的背景下，冷费米子原子耦合到一个腔模通过双光子过程中的二维光晶格。驻波泵浦激光在一个空间方向上产生电效应，第二行波激光束产生垂直于晶格面的磁通量。在静态情况下，体谱类似于霍夫斯塔德蝴蝶的分形结构，边缘模谱表明量子霍尔相的发生。Keldysh公式被用来捕捉时间演化。原子与腔场之间的反作用给出了含时非平衡动力学的图像。我们发现，人工电磁场的自发产生激发了霍尔电流，在没有泵浦阈值的情况下产生了超辐射腔场。此外，磁通量不仅修改体拓扑结构，而且还驱动一系列动态相变。
2019-12-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Towards strongly correlated photons in arrays of dissipative nonlinear cavities under a frequency-dependent incoherent pumping
本文研究了由布居数反转的二能级原子系综非相干泵浦的强非线性腔阵列组成的量子光学模型。投影方法被用来消除原子动力学和写一个广义的主方程的光子自由度，增益的频率依赖性引入非马尔可夫特征。在最简单的单腔结构中，这种泵浦方案提供了新颖的光学双稳效应，并允许选择性地产生具有明确定义的光子数的Fock态。对于弱非马尔可夫极限的许多腔，非平衡稳态在由有效原子线宽确定的温度下恢复了一个巨正则统计系综。对于强非线性区域的双腔系统，发现了每个腔有一个光子的Mott态的特征。
2016-07-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Frustrated Rydberg Atom Arrays Meet Cavity-QED: Emergence of the Superradiant Clock Phase
Chongqing University（重庆大学）；Chongqing Normal University（重庆师范大学）
研究通过Rydberg原子阵列与光学腔的结合，揭示了几何退化与量子光子相互作用导致的超辐射钟相现象，揭示了三重与六重钟项竞争对相变的影响。
2026-03-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Strong coupling of a reconfigurable ${}^{171}$Yb atom array to a tunable telecom-band nanofiber cavity
Nanofiber Quantum Technologies, Inc. (NanoQT)（纳米纤维量子技术有限公司）；Department of Applied Physics, Waseda University（早稻田大学应用物理系）
本研究在电信波段实现$^{171}$Yb原子与纳米光纤腔的强耦合，达到单原子强耦合区，并展示高保真成像、长寿命陷阱及无损原子输运，预测40 kHz远程纠缠生成率。
2026-09-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Interaction-Enhanced Superradiance of a Ryderg-Atom Array
本研究探讨耗散微波腔中里德堡原子阵列的超辐射相变，发现腔场与长程里德堡相互作用共同作用下可产生相互作用增强的超辐射，临界点处的发散磁化率可用涌现的量子Rabi模型解释，为超辐射相变研究提供了新视角。
2024-05-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
