Spectral shift and dephasing of electromagnetically induced transparency in an interacting Rydberg gas
我们进行光谱测量的电磁感应透明（EIT）在一个强相互作用的里德伯气体，并观察到一个显着的光谱位移的透明度从单原子EIT共振以及光谱退相相同的顺序。我们表征的位移和退相作为原子密度的函数，探测拉比频率，和主要的量子数的里德伯态，并表明，所观察到的光谱位移和退相减少，如果高斯原子云的大小增加。我们用半解析模型模拟了我们的实验，结果与我们的实验数据吻合得很好。
2016-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent versus incoherent excitation dynamics in dissipative many-body Rydberg systems
利用波函数蒙特卡罗（MCWF）方法研究了共振和非共振激光激发下，退相对超冷二能级里德伯原子云激发动力学的影响。我们发现，在共振驱动下，退相主要导致里德伯布居数的增加和Mandel Q参数的减小，而在非共振驱动下，退相则分别在原子对的直接激发和随后的单原子激发之间发生强烈的切换.这两种激发机制可以通过对关联函数直接量化，这表明强退相的双光子共振峰的强抑制。因此，定性不同的动态出现在弱和强退相非共振激发的激发统计。我们的研究结果表明，时间分辨的激励数测量可以作为一个强大的工具，以确定系统的激励动力学的主导过程。
2014-01-28 physics.atom-ph quant-ph
Pulsed Rydberg four-wave mixing with motion-induced dephasing in a thermal vapor
本文报道了在热铷原子蒸气中的时间分辨脉冲四波混频（FWM）信号。我们观察到四波混频信号的移相时间高达7纳秒，强烈依赖于激发带宽的里德伯态。里德堡态的激发是由ns时间尺度上的脉冲双光子跃迁驱动的。结合第三个cw去激发激光器，根据相位匹配效应和多普勒类平均的组合产生强定向和集体发射。与使用非谐振FWM的先前报告[1]相反，在谐振FWM方案中，我们在入射脉冲结束后不久观察到信号的额外恢复。我们推断这是热原子相干辐射之间运动诱导的相长干涉的复兴。共振四波混频方案揭示了更丰富的时间结构的信号，相比类似的，但非共振激励计划。一个简单的解释在于多普勒类的选择性。我们的数值模拟基于一个四能级模型，包括一个完整的多普勒系综可以定性地描述数据。
2015-12-15 physics.atom-ph quant-ph
Hilbert space fragmentation in driven-dephasing Rydberg atom array
研究驱动去相位瑞利德伯原子链中希尔伯特空间碎裂的机制，揭示其与多体自旋态对称性的关联，并展示碎片化希尔伯特空间随链长呈指数增长。
2025-11-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Investigation of dephasing rates in an interacting Rydberg gas
我们从实验和理论上研究了共振驱动的赝自旋在赝自旋库中的相干演化的退相速率。赝自旋是通过光激发87个Rb原子到Rydberg态实现的。因此，上自旋态通过强范德华相互作用耦合。两种不同的实验技术来测量的退相率示出："旋转回波"技术已知的核磁共振物理和电磁感应的透明度。实验是在致密的冷冻里德伯气体中进行的，无论是在磁阱中还是在光偶极阱中。此外，数值模拟被用来分析在旋转回波实验中的失相。
2008-11-25 quant-ph
Thermal-dephasing-tolerant generation of Schrödinger cat states with Rydberg dressed blockade
本研究提出基于里德堡缀饰原子的抗热退相介观纠缠态生成方案，将逻辑态编码在缀饰态上，使多体纠缠相干寿命提升至里德堡态编码的约3倍，为大规模量子计算与多体里德堡量子模拟提供理论支撑。
2023-10-06 quant-ph
Entangled state fusion with Rydberg atoms
提出了一种利用中性里德伯原子制备大尺度纠缠$GHZ$态和$W$态的方案。该方案主要依赖于Rydberg反封锁效应，即，当里德伯-里德伯相互作用（RRI）强度以及原子跃迁频率与经典激光频率之间的失谐量满足一定条件时，两个基态与两个激发里德伯态之间将产生有效的拉比振荡.该模型的突出优点是两个多粒子的$GHZ$态和两个多粒子的$W$态都可以融合，特别是$GHZ$态的融合成功概率可以达到单位。此外，还通过数值模拟讨论了由自发发射引起的缺陷。
2017-10-17 quant-ph
Quantum non-equilibrium dynamics of Rydberg gases in the presence of dephasing noise of different strengths
在强退相噪声的存在下，由于原子能级之间的量子叠加的快速衰减，里德伯气体的动力学变得有效地经典。最近大量的注意力已经投入到随机动力学，出现在该限制，揭示了一些有趣的功能，包括动力学约束的玻璃态行为，自相似性和聚集效应。然而，这些系统的非平衡物理学，特别是在相干过程和耗散过程同等作用的情况下，还远未被理解。为了探索这一点，我们研究了一个小的一维里德堡格子气的动力学受退相噪声的量子主方程的数值积分。我们插值之间的连贯性和强烈的disphased制度，通过定义一个概括的概念的封锁长度。我们发现的迹象表明，在强耗散极限观察到的主要特征持续耗散是不够强，湮灭量子相干性在动态相关的时间尺度。这些功能包括一个依赖于时间的里德伯封锁半径的存在，和增长的密度的激发，这是兼容的幂律行为预期在经典的限制。
2016-09-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dephasing in Rydberg Facilitation Due to State-Dependent Dipole Forces
本文研究 Rydberg 促进过程中态依赖偶极力导致的退相机制，通过解析推导给出依赖原子与激光参数的退相率公式，并验证其与数值结果一致。
2025-05-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous avalanche dephasing in large Rydberg ensembles
强的偶极交换相互作用，由于自发产生的污染物状态，可以触发快速退相多体里德堡系综[E。Goldschlaun等人，PRL 116，113001（2016）]。这种扩展对许多连贯地使用里德伯相互作用的建议，特别是里德伯敷料建议有严重的影响。失相作为失控过程出现，其中第一污染物原子的产生促进更多污染物原子的产生。在这里，我们研究这个过程的时间依赖性与频闪的方法。使用泵浦探测技术，我们创建一个多余的“泵”里德伯人口和探测其效果与不同的“探测”里德伯过渡。我们观察到一个减少的共振泵浦速率和增强的激发两侧的过渡原子被添加到泵状态。我们还观察到人口增长的时间尺度显着短于预测的均匀平均场模型，预期从一个集群的增长机制，高阶相关性占主导地位的动态。这些结果支持早期的工作，并确认的时间尺度的开始失相减少的一个因素，其规模作为反的原子数。此外，我们讨论了几种方法，以尽量减少这些影响的自发加宽，包括频闪技术和在低温下操作。避免不需要的增宽效应是具有挑战性的，但在某些条件下，它们可以被减轻。
2017-09-07 quant-ph
Quantum channel for modeling spin-motion dephasing in Rydberg chains
提出一种量子信道，通过含时系数调制约化自旋态，在微扰区高效建模Rydberg原子链中的自旋-运动退相干，显著降低模拟复杂度，为纠缠分布的最大链长设定了界限。
2025-06-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of neutral-atom qubits with long ground-Rydberg coherence times
我们报道了一个基态纠缠协议的结果，一对Cs原子间隔为6~ $μ$ m，结合Rydberg封锁机制和双光子拉曼跃迁，制备$\vertΨ^+\rangle=(\vert 10\rangle+\vert 01\rangle)/\sqrt{2}$贝尔态的损失校正保真度为0.81（5），等于最好的证明保真度的原子被困在光镊，但不需要动态可调的原子间的间距。量子比特态的相干性对于量子信息的应用也是至关重要的，我们使用Ramsey光谱测量了基态和基态Rydberg退相速率。我们证明了横向退相时间$T_2^*=10(1)$ ~ms和$T_2'=0.14(1)$ ~s的量子位水平，并实现了长的地面Rydberg相干时间的$T_2^*=17(2)~μ$ s所需的实现高保真多量子位门序列，其中控制原子保持在Rydberg状态，同时对相邻的目标量子位应用本地操作。
2018-11-12 physics.atom-ph quant-ph
Erasing Doppler Dephasing Error in Rydberg Quantum Gates
针对中性原子量子门中多普勒退相误差，提出利用失谐场缀饰辅助态结合最优控制实现完全鲁棒的里德伯双量子比特CNOT门，保真度达0.9965，显著降低温度要求。
2024-07-09 quant-ph
Decay versus dephasing in Rydberg analog optimization: the exchange rate depends on the readout
North London Collegiate School（北伦敦学院）；KAIST（韩国科学技术院）
本研究将里德堡原子模拟优化中的自发衰减与退相干作为独立维度分析，揭示二者等效交换速率及机制，提出无需噪声模拟即可调度优化的方法，降低噪声对优化性能的影响。
2026-11-03 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-Blockade Effects in Autler-Townes Spectra of Ultracold Strontium
我们提出了一个实验和理论相结合的研究里德伯相互作用对原子锶的超冷气体的Autler-Townes光谱的影响。通过一个长寿命的三重态实现双光子里德伯激发，使我们能够探测到迄今为止尚未探索的制度，里德伯态衰变呈现出主导的退相干机制。里德伯相互作用的影响，观察到的位移，不对称性，并扩大测得的原子损失谱。实验分析内的一个整体的密度矩阵的方法，占相互作用引起的能级位移和退相通过非线性项，近似结合由于里德伯封锁的相关性。这种描述产生很好的协议与我们的实验观察短激发时间。对于较长的激发时间，损失谱被定性地改变，这表明除了基于纯范德华相互作用的标准阻断机制之外还有其他失相机制。
2015-10-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Continuous-wave quantum light control via engineered Rydberg-induced dephasing
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
本文提出通过工程化 Rydberg 诱导去相位实现连续波单光子晶体管，提升量子光操控效率。
2026-01-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fast spin squeezing by distance-selective long-range interactions with Rydberg molecule dressing
我们提出了一个Rydberg分子敷料计划，以创造强大的和远程的相互作用，在选择性的距离。这是通过将基态原子与两个相互作用的里德伯原子的吸引分子曲线非共振耦合来实现的。尽管由于里德伯态衰变而引起的退相在所有的修饰方案中都发生，但分子修饰的优点在于可以在大的原子间隔下实现修饰的相互作用与退相速率的大比率。在光晶格或光镊环境中，我们证明了强相互作用可以使几十个缀饰原子快速产生自旋压缩。这为研究复杂多体动力学和实现非凸长程相互作用下的量子信息处理提供了一条新的途径。
2021-10-30 quant-ph
Emergence of spatial spin-wave correlations in a cold atomic gas
在准一维Rb原子样品中光学激发里德伯自旋波。成对自旋波关联是通过空间选择性地将量子态转移到光场和光的光电相关测量来观察的。的相关性被解释在退相的多重激发自旋波的长程里德伯相互作用。
2012-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Controlled multi-photon subtraction with cascaded Rydberg superatoms as single-photon absorbers
制备具有明确量子特性的光脉冲需要在单个光子水平上进行精确控制。在这里，我们展示了从入射光脉冲中精确和受控的多光子减法。我们采用了一个级联系统的紧密限制冷原子合奏与强大的，集体增强耦合的光子里德堡态。由里德伯原子之间的相互作用引起的激发阻断将光子吸收限制为每个系综一个，并且集体激发的工程化退相抑制光子的受激再发射。我们实验证明减法与多达三个吸收。此外，我们提出了一个彻底的理论分析，我们的计划，我们确定弱拉曼衰减的长寿命的里德伯态的主要来源的失真减去光子数。我们表明，我们的计划应该规模以及更高的吸收体数量，如果拉曼衰减可以进一步抑制。
2021-03-29 physics.atom-ph quant-ph
Fast, Accurate, and Realizable Two-Qubit Entangling Gates by Quantum Interference in Detuned Rabi Cycles of Rydberg Atoms
基于里德堡相互作用的高保真纠缠量子门是利用中性原子进行可扩展量子计算所必需的。然而，它们的实现遇到了一个主要的绊脚石--基态和里德堡态之间跃迁的运动诱导退相。利用不同失谐拉比振荡之间的量子干涉，我们提出了一种实现一类精确纠缠里德堡量子门的实用方案。我们显示了两种类型的这样的门，$U_{1}$和$U_{2}$，在$\text{diag}\{1, e^{iα}, e^{iγ}, e^{iβ}\}$的形式，其中$α, γ$，和$β$是由激光器的参数和里德堡封锁$V$。$U_{1}$通过向两个量子位发送单个非共振激光脉冲来实现，而$U_{2}$通过向每个量子位单独施加一个失谐激光脉冲来实现。我们的方法有几个优点。首先，门是精确的，因为$U_k$的保真度仅受低于$10^{-5}$的旋转误差和里德伯态衰减的限制。由于所有的跃迁都是失谐的，里德伯态的布居数很小，因此很容易得到$10^{-5}$量级的衰变误差。第二，运动诱导的退相被最小化，因为没有间隙时间，在该间隙时间中，任一量子比特的里德堡搁置态中的布居被留下。第三，门对$V$的变化有弹性。这是因为在三个阶段$α,γ$和$β$中，只有最后一个阶段（部分）依赖于$V$。第四，拉比频率和$V$在我们的方案是类似的幅度，这允许门的快速实现时，他们都是几兆赫的可行幅度。这种干涉方法的快速性、准确性和可行性为中性原子的通用量子计算中的纠缠门奠定了基础。
2019-04-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Transport of Rydberg Excitons with Synthetic Spin-Exchange Interactions
我们提出了一个方案，工程量子输运动力学的自旋激发链的激光修饰的里德伯原子，介导的合成自旋交换所产生的对角范德华相互作用。我们的计划的动态可调性和长程相互作用的功能，允许在传统的自旋系统中无法实现的运输物理的探索。作为两个具体的例子，我们首先展示了一个拓扑激子泵浦协议，有利于量子纠缠转移，其次，我们讨论了一个高度非本地相关的传输现象，即使在存在的退相持续存在。与以前的方案不同，我们的建议既不需要共振偶极-偶极相互作用，也不需要非对角范德华相互作用。它可以很容易地在现有的实验系统中实现。
2019-07-17 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of a Multiparticle Schroedinger Cat State
我们描述的纠缠度的一个子系统的$k$粒子的$N$ -二能级系统（$k\leq N/2$）最初准备在介观叠加$|ψ>=\int dθf(θ) (|ϕ_{1}(θ)>^{\otimes N}+|ϕ_{2}(θ)>^{\otimes N})$，其中$f(θ)$是一个高斯或δ函数，受时间演化描述的退相通道。负性被用来衡量这种系统的纠缠度。对于任意数量的粒子$N$，数值结果给出了全时间演化到10个粒子。短时间和渐近时间制度的分析结果。我们发现，负性最初是成正比的产品的粒子数在每个分区，重叠${|<ϕ_1(θ)|ϕ_2(θ)>|}^2$和耦合到环境的平方根。渐近地，负性趋于零，这是可分离性的必要条件。
2004-02-25 quant-ph
An echo experiment in a strongly interacting Rydberg gas
当基态原子被激发到里德伯态时，原子间的范德华相互作用会导致原子激发的强烈抑制。尽管存在强相互作用，但这种演化仍然可以通过激发激光场中的简单相移来逆转。我们实验证明了在强封锁制度的激发的相干性，通过施加一个“光学旋转回波”技术的磁捕获的超冷原子的样品，类似于一个已知的方法从核磁共振。我们还测量了由于里德伯原子之间的相互作用而引起的退相时间。
2007-10-22 quant-ph
Long-lived collective Rydberg excitations in atomic gas achieved via ac-Stark lattice modulation
本文提出利用非共振交流斯塔克晶格调制冻结自旋波并消除热退相，将集体里德伯激发寿命延长一个数量级，为复杂集体激发协议奠定基础。
2024-07-26 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Multiplexed storage and interaction of Rydberg spinwaves via the gradient echo memory protocol
Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）；Centre for Quantum Optical Technologies, Centre of New Technologies, University of Warsaw（华沙大学新技术中心量子光学技术中心）
研究里德堡激发与GEM协议集成受运动去相阻碍的问题，提出新型多光子寻址和接口方案，通过特定驱动场延长里德堡自旋波寿命，实现多模量子存储器中长寿命自旋波的存储、操纵及相互作用控制，为相关应用提供途径。
2026-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Controlled flow of excitations in a ring-shaped network of Rydberg atoms
本研究提出里德堡原子环形网络方案，通过拉曼相位图案调控手性激发电流，揭示了拉比耦合与偶极相互作用对电流特征的影响，为原子网络信息传输新方法提供了基础。
2023-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
On the adiabatic preparation of spatially-ordered Rydberg excitations of atoms in a one-dimensional optical lattice by laser frequency sweeps
我们研究了一维格子气中里德堡激发的结晶相的绝热制备，如Pohl等人[Phys.Rev.Lett. 104，043002（2010）]，并且最近由Schaud等人[Science 347，1455（2015）]实验实现。我们发现在几十个原子的幺正系统中制备几个里德伯激发态的晶体需要很长的绝热跟踪系统哈密顿量的基态的时间。使用量子随机（蒙特卡罗）波函数模拟，我们表明，现实的衰减和退相过程中影响的原子在准备导致系统的最终状态，只有一个小的重叠与目标结晶状态。然而，最终的数量和高度亚泊松统计的里德伯激发和它们的空间顺序的影响不大的弛豫。
2016-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trimer Dynamics in Floquet-driven arrays of Rydberg Atoms
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Padua Quantum Technologies Research Center (QTECH)（帕多瓦量子技术中心）
该研究通过Floquet驱动的Rydberg原子阵列，实现了三体束缚态的移动性，并探讨了其在不同晶格结构中的动态行为与实验可行性。
2026-09-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Generation of complete graph states in a spin-$1/2$ Heisenberg chain with a globally optimized magnetic field
提出在自旋-1/2 Heisenberg XX链中借助量子最优控制生成N=3~6完全图态的一步方案，并证明其快速且抗多种实验噪声。
2024-03-11 quant-ph
Fast nuclear-spin entangling gates compatible with large-scale atomic arrays
School of Physics, Xidian University（西安电子科技大学物理学院）
本研究提出了一种通过单个全局激光脉冲实现高保真度核自旋纠缠门的方法，适用于大规模原子阵列，通过增大Rabi频率缓解退相干问题。
2023-12-11 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Dark-time decay of the retrieval efficiency of light stored as a Rydberg excitation in a noninteracting ultracold gas
基于电磁感应透明（EIT）理论，研究了超冷气体$^{87}$ Rb原子里德伯态光的提取效率随暗时的衰减.使用低原子密度，以避免原子-原子相互作用引起的退相，我们测量了$1/e$时间为30 $μ$ s的$80S$状态在自由膨胀。主要的限制之一是光子反冲和0.2 $μ$ K下的热原子运动的组合。如果1064 nm的偶极阱保持开启，那么$1/e$时间减少到13 $μ$ s，与考虑了差分光位移和引力垂的模型一致。为了表征检索光的相干性，我们将其与参考光重叠，并测量所得干涉图案的可见度$V$，获得短暗时间的$V> 90\%$。我们的实验工作是伴随着一个详细的模型暗时间衰减的光存储在原子系综的检索效率。该模型一般适用于Dicke态的光子存储，如采用$Λ$型或梯形能级方案的EIT和Duan-Lukin-Cirac-Zoller单光子源。该模型包括热原子运动结合净光子反冲引起的退相处理，以及捕获势的影响。它考虑到信号光场通常不是平面波。该模型映射的检索效率的单原子的属性，并表明检索效率是相关的拉姆齐光谱的条纹可见度的衰减和空间的一阶相干函数的气体。
2020-01-17 quant-ph
Griffiths Phase in a Facilitated Rydberg Gas at Low Temperature
该研究分析高、低温里德伯助激发多体动力学，发现低温网络结构将吸收态相变替换为扩展 Griffiths 相，并以考虑阻塞的 SIS 模型和扩展 Langevin 方程加以描述。
2023-08-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dressed-state electromagnetically induced transparency for light storage in uniform phase spin-waves
从实验和理论上提出了一种在三阶级联系统中实现缀饰态电磁感应透明（EIT）的方案，该方案将四能级系统映射为有效的三能级系统。理论分析表明，该方案通过绝热跟随提供了相干态控制，并提供了一个通用的协议，在均匀相位自旋波的光存储是不敏感的运动失相。三步驱动实现了许多其他特征，包括原子介质内激发区域的空间选择性，以及在热蒸汽中产生窄共振的无反冲和无多普勒激发。作为概念的证明，我们提出了一个实验演示的广义EIT计划使用热铯蒸气中的$6S_{1/2} \rightarrow 6P_{3/2} \rightarrow 7S_{1/2} \rightarrow 8P_{1/2}$激发路径。这种技术可以应用于冷和热的合奏，使更长的存储时间的里德伯极化激元。
2016-07-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Anomalous diffusion in the Long-Range Haken-Strobl-Reineker model
本研究分析广义Haken-Strobl-Reineker模型中幂律跳迁晶格的激子扩散，解析得到强退相下空间分布的临界行为与反常扩散特性，拓展至多激子情形并验证其与冷原子等实验的相关性。
2023-08-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
