Realization of a fractional period adiabatic superlattice
利用$N$共振拉曼耦合内自由度，提出并实现了超冷中性原子的深亚波长光晶格。尽管具有波长$λ$的反向传播激光器提供双光子拉曼耦合，但是所得晶格周期为$λ/2N$，与常规$λ/2$晶格周期相比，$N$ -倍减小。我们通过实验证明了这种晶格是由$^{87}{\rm Rb}$玻色-爱因斯坦凝聚体的三个$F=1$塞曼态构建的，并通过$λ=790 \ {\rm nm}$激光产生了具有$λ/6= 132\ {\rm nm}$周期的晶格。最后，我们表明，增加一个额外的RF耦合场转换成超晶格与$N$井均匀间隔在原来的$λ/2$单位电池。
2019-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
Anomalous charge pumping in a one-dimensional optical superlattice
我们在滑动超晶格势中模拟原子运动，探索拓扑“电荷泵”，并找到最佳参数，实验观察这种现象。我们分析研究的能带结构，发现如何瓦尼尔状态演变为两个正弦晶格相对于彼此移动，并将这种演变的原子云的质心运动。我们特别注意违反直觉或异常的制度，如原子运动与晶格运动相反。
2015-02-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Superlattice quantum solid of dipolar excitons
本文在GaAs双量子阱静电晶格中于3/2填充和偶极阻塞条件下，实验证实偶极激子形成高纯度面心超晶格量子固体，并揭示其与维格纳晶体的紧密联系。
2024-02-22 cond-mat.quant-gas
Generating scalable entanglement of ultracold bosons in superlattices through resonant shaking
基于单位填充超冷原子的一维双阱超晶格，提出了一种通过共振晶格振动在超晶格中产生可伸缩纠缠态的方案.我们的方案利用周期性晶格调制使每个单胞中的两个原子相对于它们的轨道自由度纠缠在一起，并且超晶格中的完整原子系统变成一个二分纠缠原子对的簇。为了证明这一点，我们执行$ab \ initio$量子动力学模拟使用的多层多配置的时间相关的Hartree方法的玻色子，它占所有的原子之间的相关性。提出的二分纠缠簇表现为各种量子应用的重要资源，例如基于测量的量子计算。利用晶格振荡方法产生该纠缠态具有可扩展性强、处理速度快、对目标纠缠态具有丰富的可控性以及与现有实验技术相结合等优点。
2017-12-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phases of lattice hard core bosons in a periodic superlattice
本文用量子蒙特卡罗模拟方法研究了具有最近邻排斥相互作用的超晶格硬核玻色子的相图。对于一个中等的吸附强度，该系统形成注册的吸附晶格的晶相，一个“超固体”相存在，在空位和间隙侧，而在膨胀的超流密度消失。讨论了这些结果与吸附在石墨上的$^4$ He膜实验的可能相关性。
2010-03-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Unusual behavior of sound velocity of a Bose gas in an optical superlattice at quasi-one-dimension
一维光学超晶格中的玻色气体是一种新型的超流体，它具有可调的晶格拓扑结构和定制的能带结构。在这项工作中，我们专注于在这样一个新的系统中的声音的传播，并发现了新的特点，声速，这是由两个晶格之间的相互作用，具有不同的周期性和不存在的情况下，凝聚在一个单色光晶格。特别是，这是第一次发现声速随着超晶格强度的增加而首先增加，然后减小，即使在一维。这种不寻常的行为可以从分析上理解为由于超晶格强度的增加而导致的压缩性降低和有效质量增加之间的竞争。这一结果为通过控制超晶格的参数来设计声速提供了一条新的途径。所有基于平均场论的计算通过检查远小于1的非对角单体密度矩阵的指数$γ$来证明。最后，我们的方案可能的实验实现的条件进行了讨论。
2014-12-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ultracold atoms in superlattices as quantum simulators for a spin ordering model and phenomena
光晶格中的冷原子是物理学两个不同方面的应用：来自原子物理学的量子气体和来自量子光学的激光理论。它用于模拟凝聚态物理中的量子现象和模型是一个不断发展的领域。主要目标是在这些超晶格中使用冷的费米子原子进行模拟。我们在这里提出了一个理论建议，用费米子模拟自旋有序模型。我们证明了可果美晶格中双阱和共振价键（RVB）态中的超交换相互作用，这对于理解超导铜氧化物和其他磁阻挫材料的CuO2平面非常重要。
2013-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
An accordion superlattice for controlling atom separation in optical potentials
本文提出手风琴超晶格方法，通过原子在两个间距可变的叠加光晶格间循环转移，以较小数值孔径实现任意大原子间距，并展示其在光镊量子计算、量子模拟及生物粒子分离中的应用潜力。
2023-01-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Adiabatic Preparation of a Heisenberg Antiferromagnet Using an Optical Superlattice
分析了从能带绝缘体出发，通过动态改变晶格势，在光晶格中制备具有冷费米子的海森堡反铁磁体的可能性。在1D中的动力学的数值模拟，使我们能够确定成功的条件，并研究的影响，在初始状态中的孔的存在可能对协议。我们也将我们的结果推广到二维系统。
2011-11-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-dependent Optical Superlattice
我们提出并实现了一个相干操纵原子自旋的晶格方案。利用矢量光频移和超晶格结构，我们在实验上证明了双阱和正方形格子中具有亚波长分辨率的并行自旋寻址能力。通过测量原子隧穿和自旋交换动力学，验证了自旋操纵的量子相干性。我们的实验为在光晶格中工程多体量子态以实现量子模拟和计算任务提供了一个构建模块。
2017-08-24 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
Restoring the topological edge states in a finite optical superlattice
该研究针对有限光学晶格的边缘态问题，通过边界参数化优化近似恢复手征对称性、抑制次近邻隧穿，将结构映射为有限SSH模型并分析边缘态拓扑特性。
2024-04-10 cond-mat.quant-gas physics.optics 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
Simulating Chemistry with Fermionic Optical Superlattices
该工作将量子化学的量子数守恒拟设映射到光学超晶格中的超冷费米子，利用Hubbard动力学制备分子态并测量能量，无需光镊或长程相互作用，并显著减少实验重复次数。
2025-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological optical Raman superlattices
本研究提出融合光学超晶格与拉曼超晶格的拓扑光学拉曼超晶格系统，揭示其丰富拓扑相并验证拓扑不变量的动力学测量方法。
2024-04-17 cond-mat.quant-gas
Single- and two-qubit quantum gates using superimposed optical lattice potentials
在光晶格中实现基于碰撞的双量子比特门的步骤先前已经通过并行合并周期性双超晶格中的所有原子对来实现。相比之下，我们提出了一种架构，它允许合并的一个选定的量子比特对在一个新的长周期性超晶格结构组成的两个光晶格与紧密躺的周期。我们数值优化的门时间和保真度，包括对相邻原子的影响，并在存在实验误差源。此外，超晶格架构诱导差分超精细移位，允许单量子位门。最快的可能的单量子位门时间，给定的最大可容忍的旋转误差的剩余原子在不同的值的晶格波长，被确定。我们发现，具有几个100~ $μ$ s的门时间和错误概率$\sim{}10^{-3}$的鲁棒的单和双量子比特门是可能的。
2014-02-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-Dimensional Thouless Pumping of Ultracold Fermions in Obliquely Introduced Optical Superlattice
我们提出了一个二维（2D）版本的无源泵浦，可以通过使用超冷原子在光晶格中实现。具体地说，我们考虑了一个二维正方形晶格紧束缚模型，其中斜引入了一个超晶格。它表明，量子化的粒子输运发生在这个系统中，并表示为一个丢番图方程的解决方案。这种拓扑性质可以通过将哈密顿映射到具有均匀磁场的三维（3D）立方晶格模型来理解。我们还提出了一个倾斜引入超晶格的连续介质模型，并通过计算Berry曲率得到了泵浦量。对于这个模型，同样的丢番图方程可以从平面波近似导出。此外，我们通过求解含时薛定谔方程研究了谐波陷阱的作用。在冷原子实验中经常使用的谐波势阱下，我们通过数值模拟表明，当超晶格势的相位以中等速度驱动时，会发生近量子化的泵浦。此外，我们发现，两个区域出现，霍夫斯塔德区和整流区，取决于调制幅度的超晶格势。在具有较大调制幅度的整流区中，我们发现泵浦方向被严格限制在$x$轴或$y$轴方向。这两个区域中的这种差异导致交叉行为，表征谐波陷波器的效果。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topology, edge states, and zero-energy states of ultracold atoms in 1D optical superlattices with alternating onsite potentials or hopping coefficients
一维超晶格的周期性空间调制的现场电位或隧道系数可以表现出各种性质与拓扑结构或对称性。环形光晶格的最新发展使得人们可以系统地研究有边界和无边界超晶格的这些性质。虽然具有额外调制参数的超晶格在增广的参数空间中具有量子化的拓扑不变量，但我们也发现了与哈密顿量对称性相关的局部或零能态。利用最近提出的分析粒子耗尽或局域态密度的方法，可以探测超冷原子中的这些态。此外，我们总结了可行的实现可配置的光学超晶格使用目前可用的技术。
2017-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Transparent, Non-local, Species-selective Transport in an Optical Superlattice Containing Two Interacting Atom Species
在一个光学超晶格的三重井，包含两个相互作用的原子物种在相邻的井，我们表明，一个物种可以通过其他物种的位置进行运输，但避免显着的重叠和直接相互作用。转移协议被优化为对任何晶格位点中的任一物种的缺失原子以及对晶格波动是鲁棒的。通过调节物种间重叠的程度和持续时间，可以控制大规模相互作用引起的内部状态变化。
2011-03-02 cond-mat.quant-gas
Spatial Bloch oscillations of a quantum gas in a "beat-note" superlattice
我们报道了一种新的超冷原子光晶格的实验实现，在不放弃普通晶格稳定性的情况下，可以实现任意大的位间距。两个共线的激光器，稍微不同的相称波长和回射的镜子上，产生一个超晶格的潜力与周期性的“拍音”的档案，其中具有大幅度调制的区域提供了有效的潜在的原子最小值。为了证明与标准大间距光晶格的类比，我们研究了在小力存在下相互作用可忽略的玻色-爱因斯坦凝聚体的布洛赫振荡。在间隔10微米的位置之间观察到的动态超过1秒的时间证明了电势的高稳定性。这种新颖的晶格是在大空间间隔下对原子样品进行相干操作的理想候选者，并可能直接应用于基于原子的技术，如捕获原子干涉仪和量子模拟器。
2021-06-08 cond-mat.quant-gas
Controlling vortical motion of particles in two-dimensional driven superlattices
我们证明了中性经典粒子在驱动超晶格中的涡旋运动的控制。我们的超晶格由单个晶格的叠加组成，这些晶格的潜在深度在时间上周期性地调制，但具有不同的相位。这种驱动方案打破了空间反射对称性，并允许粒子系综以平均角速度旋转。通过对粒子动力学吸引子的分析，提出了一种通过改变驱动振幅来控制粒子角速度的有效方法。结果，可以产生显示不同涡旋运动的颗粒的空间周期性图案。可能的实验实现包括全息光晶格为基础的胶体或冷原子的设置。
2020-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft nlin.CD
Atom Pairing in Optical Superlattices
我们利用射频光谱研究了一维可调双势阱晶格中的费米子配对。光谱揭示了具有不同对称性的两种类型的原子对共存。我们的测量结果与理论模型非常吻合，该模型是通过扩展Orso等人的格林函数方法获得的，[Phys. Rev. Lett. 95，060402（2005）]，转化为具有有限谐波径向限制的双色1D晶格。预测的光谱包括数百个离散的过渡，依赖于初始状态的人口和过渡强度。我们的工作提供了在超晶格中的基本配对状态的理解，铺平了道路的强相互作用的多体系统的新研究。
2018-03-05 cond-mat.quant-gas
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
Fast collisional $\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ gate for fermionic atoms in an optical superlattice
Physics Department and Solid State Institute, Technion - Israel Institute of Technology（物理系与固体研究所，以色列理工学院）
提出基于优化时间依赖晶格深度控制的光学超晶格中两费米子原子快速 $\sqrt{\mathrm{SWAP}}$ 门，通过瞬态释放原子到准谐波势阱实现受控碰撞，在约21微秒内达到99%以上保真度。
2026-06-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
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
Gauge fields for ultracold atoms in optical superlattices
我们提出了一个在二维正方形光晶格中的冷原子上产生强类U（1）规范场的方案。我们的建议依赖于两个基本特征，一个长寿命的亚稳态激发态，存在于碱土金属或镱原子，和一个光学超晶格。正如Jaksch和Zoller的提议[New Journal of Physics 5，56（2003）]，相邻位点之间的激光辅助隧穿产生有效的磁场。在紧束缚近似中，原子运动由哈珀汉密尔顿描述，每个晶格元的通量实际上可以取0和$π$之间的任何值。我们展示了如何利用超晶格，以确保每个元获得相同的相位，从而模拟一个均匀的磁场。我们讨论了人工规范场对非相互作用玻色子和费米子气体的可观测结果。我们还概述了如何计划可以推广到非阿贝尔规范场。
2010-01-13 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
