Dicke model and environment-induced entanglement in ion-cavity QED
我们调查现实的实验条件下,集体迪克模型可以实现在离子腔QED的背景下。我们展示了如何可以观察到理想的亚辐射和超辐射,我们提出了一个实验,利用亚辐射态的存在产生纠缠。我们探讨了实现最佳纠缠产生的条件,我们表明,它们是可用目前的实验技术。
2009-10-16 quant-ph
"Bound luminosity" state in the extended Dicke model
本文推导了扩展Dicke模型的准经典运动方程,通过Jacobi椭圆函数解析求解出“束缚发光”态,揭示了腔内电磁场与二能级系统间的周期性能量交换,并数值研究了该半经典模型的混沌特性。
2023-03-25 cond-mat.supr-con quant-ph
Drude weight, cyclotron resonance, and the Dicke model of graphene cavity QED
当二维电子气的回旋跃迁与腔光子模近似共振时,腔量子电动力学的Dicke模型在凝聚态中近似实现。我们指出,在强耦合极限下,腔回旋共振的Dicke模型必须补充一个在腔光子场中为二次的项,并抑制该模型向超辐射态的跃迁。我们开发的石墨烯腔回旋共振的理论,并表明,二次项,这是缺乏在石墨烯的低能狄拉克模型哈密顿量,在这种情况下动态产生的虚拟带间跃迁。
2012-07-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dicke-Type Energy Level Crossings in Cavity-Induced Atom Cooling: Another Superradiant Cooling
本文研究了腔中二能级原子与光子耦合系统的能谱分析。结果表明,当系统的原子-腔相互作用在弱耦合区和强耦合区之间变化时,会发生Dicke型能级交叉。利用这种交叉现象,我们发展了Ritsch小组提出的腔诱导原子冷却的思想,并为Domokos和Ritsch提出的另一种超辐射冷却的可能机制奠定了数学基础。我们的超辐射冷却过程可以很好地通过腔衰减和控制原子的位置来实现,至少在(数学)理论上是这样,即使既没有原子吸收也没有原子发射光子。
2008-12-19 quant-ph
Realization of the Dicke model using cavity-assisted Raman transitions
我们实现了一个开放版本的Dicke模型耦合两个超精细基态使用两个腔辅助拉曼跃迁。由于只有一个耦合的相互作用描述的Tavis-Cummings模型,我们观察到一个正常的模式分裂周围的色散位移腔的传输。这两种耦合的动力学描述的迪克模型,我们测量的发病超辐射散射到腔体以上的临界耦合强度。
2017-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Comparing cavity and ordinary laser cooling within the Lamb-Dicke regime
空腔介导冷却有可能成为将分子物质冷却到非常低的温度的最有效的技术之一。在本文中,我们分析了相对较大的腔衰减率kappa和相对较大的声子频率nu的单激光驱动的腔冷却。结果表明,在兰姆-迪克近似的有效范围内,腔冷却与普通激光冷却本质上是相同的。这是通过推导一组封闭的速率方程,并计算相应的稳态声子数和冷却速率。例如,当nu比kappa大得多或小得多时,最小定态声子数的标度分别为kappa ^2/16 nu ^2(强约束区)和kappa / 4 nu(弱约束区)。
2010-11-28 quant-ph
Extended JC-Dicke model for a two-component atomic BEC inside a cavity
本文研究了一个被囚禁的两组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),其中每个原子有三个能级,分别与一个光腔场、一个外经典光场和一个微波场耦合,形成所谓的$Δ$型结构.在消隐原子激发态后,在行波近似下导出了扩展的JC Dicke模型。在平均场方法的框架下,研究了该模型哈密顿量的标度基态能量和相图。揭示了微波场幅值改变符号时,一种新的相变。
2010-02-25 quant-ph
The Dicke model phase transition in the quantum motion of a Bose-Einstein condensate in an optical cavity
我们证明了激光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体在高精细度光腔中的运动实现了自旋-玻色子Dicke模型。迪克模型从正常到超辐射相的量子相变对应于原子从均匀到周期性图案化分布的自组织,高于临界驱动强度。计算了光子测量引起的反作用对基态的影响。
2009-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adequacy of the Dicke model in cavity QED: a counter-"no-go" statement
Dicke模型中的相变是否可以用电磁场中的偶极子来实现,这是一个长期存在的争论。众所周知的陈述通常被称为“不通过定理”,声称所谓的A平方项,就在临界点附近,变得足够相关,以防止系统经历相变。本文证明了Dicke模型对原子内部激发与光场相互作用的描述是一致的,但是是在量子电动力学的偶极规范中。理论上不能排除相变的可能性,可能出现自发的横电平均场。我们指出,单模近似是至关重要的:适当的处理必须基于腔QED,因此,我们提出了一个系统的推导一个完美的法布里-珀罗腔中的偶极规范的第一性原理。除了对围绕Dicke相变的争论的影响之外,这种对腔QED理论基础的清理是重要的,因为目前有许多新兴的实验方法来实现偶极子和光子之间的强耦合甚至超强耦合,这需要正确处理Dicke模型参数。
2012-06-07 quant-ph
Sub-Doppler Cavity Cooling Beyond The Lamb-Dicke Limit
我们调查的动力学腔冷却的单离子超出了兰姆-迪克制度,并证明了约50%的多普勒温度的冷却极限,使用高精细腔的第一次。我们还研究了离子腔发射的统计性质,并提出了一个模型,声子态的光子态的映射。利用这个模型,我们解释了在我们的实验中观察到的超泊松光子分布,并提出了一种方法来估计离子温度的实时方式的基础上的统计行为的光子发射从腔。
2013-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Dilute gas of ultracold two-level atoms inside a cavity; generalized Dicke model
考虑了原子质心运动和腔模变化对腔中超冷二能级原子气体的影响。我们使用广义Dicke模型,并分别分析了高斯和驻波模式形状的情况。由于原子的外部运动能与内部原子能和场能之间的相互作用,相图表现出标准Dicke模型中没有的新特征,如在正常相和超辐射相之间存在一级和二级相变。由于原子运动的量子描述,内部和外部原子的自由度是高度相关的,导致修改的正常和超辐射阶段。
2009-06-22 cond-mat.other quant-ph
Generalized Dicke model and gauge-invariant master equations for two atoms in ultrastrongly-coupled cavity quantum electrodynamics
本文提出超强耦合腔量子电动力学中两不同原子的广义Dicke模型,采用规范不变主方程确保多极与Coulomb规范结果一致,揭示了复杂耦合效应、额外共振及反交叉光谱特征。
2023-07-31 quant-ph
Finite temperature Dicke phase transition of a Bose-Einstein condensate in an optical cavity
Dicke模型预言了零温下与光腔耦合的二能级原子系综从正常相到超辐射相的量子相变。在最近的先驱实验[Nature 464,1301(2010)]中,已经在光学腔中使用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)观察到这样的相变。与原Dicke模型相比,实验系统具有有限温度和BEC中强的原子-光子非线性相互作用。在这封信中,我们发展了一个有限温度理论的迪克相变的BEC在光学腔中,考虑到原子-光子的非线性相互作用。除了解释实验观察到的在有限温度下从正常相到超辐射相的转变之外,我们还指出在实验中还观察到了一个新相,即正常相和超辐射相的共存。通过调整各种实验参数,我们展示了实验系统中存在的丰富的有限温度相图。我们发现,比热的BEC可以作为一个强大的工具,探测各个阶段。
2012-02-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Deterministic preparation of entangled Dicke states
Institute for Quantum Science and Engineering, Texas A&M University(德州农工大学量子科学与工程研究所);Department of Biological and Agricultural Engineering, Texas A&M University(德州农工大学生物与农业工程系)
本文提出一种失谐编程哈密顿量协议,可确定性制备任意指定自旋投影的Dicke态,该态可用于实现海森堡极限标度的量子传感。
2026-08-25 quant-ph
Implementation of the Dicke lattice model in hybrid quantum system arrays
广义Dicke模型可以在由金刚石中的氮空位(NV)中心耦合到超导微波腔的混合量子系统中实现。通过设计NV缺陷的两个自旋态之间的腔辅助拉曼跃迁,可以获得在超强耦合极限下的集体光-物质相互作用的完全可调谐模型。我们的分析所产生的非平衡相为一个单一的腔和耦合腔阵列表明,不同的超辐射相变可以观察到使用现有的实验技术,即使在存在大的非均匀加宽的自旋系综。Dicke格子模型的相图显示出耗散引起的明显特征,这可以作为驱动开放量子系统相变的真实实验特征。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dicke model simulation via cavity-assisted Raman transitions
在量子力学中,Dicke模型对于理解耦合到单一电磁模式的原子的集体行为具有根本的重要性。在本文中,我们展示了一个迪克模型模拟使用腔辅助拉曼跃迁的配置使用反向传播的激光束。观测结果表明,运动效应应包括充分考虑的结果,这些结果与使用单光束和共传播配置的实验进行了对比。给出了一个理论描述,占在实验中使用的光束的几何形状,并表明运动效应的潜在作用。特别是一个模型,突出了多普勒展宽的影响所观察到的阈值。
2018-01-24 physics.atom-ph quant-ph
The Dicke Quantum Phase Transition with a Superfluid Gas in an Optical Cavity
相变描述了物理系统中状态的突然变化,例如流体和固体之间的转变。量子气体提供了一个机会,建立一个直接的联系之间的实验和通用模型,捕捉基本的物理。描述集体物质-光相互作用的一个基本概念是Dicke模型,该模型被预测显示出有趣的量子相变。在一个由玻色-爱因斯坦凝聚体耦合到光腔中形成的开放系统中,我们实现了Dicke量子相变,并观察到自组织超固相的出现.相变是由凝聚原子之间的无限长程相互作用驱动的。这些是由涉及腔模和泵浦场的双光子过程引起的。我们表明,超固态的相变可用迪克汉密尔顿量来描述,包括反旋转耦合项,并且超固态相与自发破缺的空间对称性有关。的相变的边界映射出与迪克模型定量协议。这项工作开辟了具有长程相互作用的量子气体领域,并提供了获得新量子相的途径。
2010-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimal control of two qubits via a single cavity drive in circuit quantum electrodynamics
控制操作的保真度的优化在追求容错量子计算中至关重要。我们应用最优控制技术来证明,通过电路量子电动力学中的腔的单个驱动器可以实现高保真的双量子比特全微波门,该门通过相互的量子比特-腔耦合直接纠缠量子比特。这是通过以量子比特的频率之一驱动来执行的,这会生成条件双量子比特门,但也会生成其他虚假相互作用。这些最佳控制技术用于找到脉冲形状,该脉冲形状可以以高保真度执行这种双量子比特门,对系统参数中的误差具有鲁棒性。模拟都是使用实验相关的参数和约束条件进行的。
2017-04-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Extreme spin squeezing in the steady state of a generalized Dicke model
我们提出了一个方案,在腔QED系统中使用腔介导的拉曼跃迁来产生稳态原子自旋压缩,以设计有效的原子-光子相互作用,其中包括线性和非线性(色散)原子-腔耦合,在潜在的平等基础上。我们专注于一个政权的色散耦合是非常大的,并发现该系统的稳态实际上可以是一个强自旋压缩Dicke态,$|N/2,0\rangle$,原子系综。这些状态提供了海森堡有限的纠缠特性,并在整个原子系综中具有真正的多体纠缠。
2019-02-18 quant-ph
Bose-Einstein Condensation versus Dicke-Hepp-Lieb Transition in an Optical Cavity
本文给出了单模光腔中理想玻色气体在横向激光驱动下的玻色-爱因斯坦凝聚与Dicke-Hepp-Lieb自组织跃迁之间相互作用的精确解.基于一个有效的行动的方法,我们确定了在任意温度下,它具有一个双临界点的过渡交叉的完整的相图。我们计算了在自发周期密度调制相位中原子的动态能带结构和相应的玻色-爱因斯坦凝聚临界温度的抑制。此外,我们还确定了在自组织跃迁附近由于腔光子与原子场的耦合而引起的极化激元谱的演化,这在玻色-爱因斯坦凝聚温度之上和之下是完全不同的.在低温下,Dicke-Hepp-Lieb转变的临界值随温度降低,因此热波动可以增强原子周期性排列的趋势。
2013-05-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Atom-only descriptions of the driven-dissipative Dicke model
本文研究了在绝热消除腔模后,如何描述$N$二能级原子与腔模耦合的驱动-耗散Dicke模型的耗散自旋动力学.为此,我们推导出一个Redfield主方程,它超出了标准的长期近似和大失谐限制。我们发现,长期(或旋转波)近似和大失谐近似都导致不充分的主方程,未能预测的Dicke过渡或阻尼率的原子动力学。与此相反,完全Redfield理论正确地预测了相变和有效原子阻尼率。我们的工作为研究多模腔中原子的完整量子动力学提供了一个可靠的框架,其中完整模型的量子描述变得棘手。
2019-03-27 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
Effects of Dicke superradiance in context of the one-atom maser
本文考虑微脉泽模型,研究了单原子脉泽中Dicke超辐射的影响。该模型包括一个微波腔,两个能级的里德伯原子被成对地抽运。我们考虑一种随机泵浦机制,它允许在任何时候腔中最多存在一对原子。我们分析了目前的系统,称为迪克微脉泽,和一个等效泵浦传统的单原子微脉泽之间的差异。这些差异归因于双原子系统中的Dicke合作性。我们还证明了双原子Dicke微脉泽与单原子级联双光子微脉泽是等价的。通过引入单光子失谐量,本理论进一步描述了真正的双光子微脉塞。详细讨论了单光子失谐量在单原子双光子微脉塞机制中的作用。这使我们指出,双原子腔动力学可以通过一个适当的标度从一个等效的单原子双光子微脉塞的结果进行验证。
2000-01-07 quant-ph
Proposal for manipulating and detecting spin and orbital states of trapped electrons on helium using cavity quantum electrodynamics
我们提出了一个片上高精细度超导腔耦合到超流氦表面上单个电子的横向运动和自旋态。我们估计的运动相干时间超过15微秒,而能量将相干交换与腔光子在不到10纳秒的电荷状态和快于1微秒的自旋状态,使系统的量子信息处理和腔量子电动力学实验的吸引力。与腔光子的强相互作用将为远距离电子的非破坏性读出和耦合提供手段。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Teleportation of Atomic States via Cavity Quantum Electrodynamics
本文讨论了一种原子态的隐形传态方案。提出的实验实现利用腔量子电动力学涉及的相互作用的里德伯原子的微脉塞腔制备在一个相干态。我们提出了一个利用原子与腔场相互作用制备原子Bell态的方案。在我们的方案中,腔和一些原子起到辅助系统的作用,用于实现隐形传态。
2004-09-27 quant-ph
Dicke model semiclassical dynamics in superradiant dipolar phase in the 'bound luminosity' state
本文解析求解了Dicke模型在超辐射态下的半经典动力学方程,用雅可比椭圆函数描述振幅演化,并揭示了“束缚光度”效应中能量在原子与光子凝聚体间的周期性转换。
2023-09-21 quant-ph
Loss induced collective subradiant Dicke behaviour in a multiatom sample
本文报道了$N$二能级原子与电磁场池耦合并紧密位于有耗腔中的精确动力学。在我们的方法的背景下,发现和非常透明的解释稳态辐射捕获效应。我们证明了在$N$原子-腔系统中初始只注入一个激发,损耗机制渐近地驱动物质样品朝向长寿命的集体次辐射Dicke态。所扮演的角色的紧密性的$N$原子相对于这样的合作行为被带到光和仔细讨论。
2004-06-24 quant-ph
Cavity quantum electrodynamics on a nanocapillay fiber using a composite photonic crystal symmetric cavity
本研究报道了纳米毛细管光纤上复合光子晶体对称腔的腔量子电动力学条件,通过将单量子发射器置于波腹位置实现87%的最大通道效率,为量子技术中单光子操控应用提供了平台。
2025-07-08 quant-ph
Enhancing Quantum Entanglement Through Parametric Control of Atom-Cavity States
本文研究了电磁腔中两能级原子的Dicke态,发现在场能量远大于原子能级劈裂时,通过精确调节参数可选择并产生纯Dicke态,为量子工程与量子信息理论提供了重要应用。
2024-07-31 quant-ph
Dicke Phase Transition and Collapse of Superradiant Phase in Optomechanical Cavity with Arbitrary Number of Atoms
本文用自旋相干态变分法导出了光机械腔中任意原子数的基态能量、平均光子数和原子布居数的解析表达式。发现机械振荡的存在并不影响正常相和超辐射相之间的相界。然而,当原子-场耦合增加到一个所谓的转折点时,超辐射相位会由于振子的共振阻尼而坍缩。因此,系统在这一点上经历了一个额外的相变,从超辐射相到原子布居数反转态的新的正常相。超辐射相区随着光子-声子耦合的增加而减小。当耦合达到临界值时,能级间的布居数收缩为零,两个能级间发生直接的原子布居数转移。此外,我们发现了一个不稳定的非零光子态,它是超辐射态的对应物。在没有振子的情况下,我们的结果完全退化为Dicke模型的结果.特别是N = 1时的基态能量(即Rabi模型)与数值对角化在很宽的耦合常数范围内完全一致,无论是红失谐还是蓝失谐。Rabi模型仍然存在Dicke相变,这与最近的观测结果一致.
2017-02-24 quant-ph
Nonlocal Gate Of Quantum Network Via Cavity Quantum Electrodynamics
我们提出了一个实验上可行的方案来实现两个不同量子网络节点之间的非局域门。利用纠缠量子比特作为量子信道,我们的方案可以抵抗实际环境噪声,并且在当前的腔量子电动力学(C-QED)系统中可以获得高保真度。
2006-03-26 quant-ph
Fate of Quantum Scars and Chaos-Assisted Tunneling under Dissipation
Indian Institute of Science Education and Research-Kolkata(印度科学教育研究所-加尔各答)
通过耦合双组分玻色-约瑟夫森结与有损腔,研究开放耦合顶-迪克模型中的非平衡现象,发现光子损耗诱导自发同步和瞬态混沌,并识别两种耗散量子疤痕。
2026-10-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Dissipative Dicke model with non-linear atom-photon interaction
本文研究了最近在原子量子气体实验中实现的广义Dicke模型,它描述了N个二能级原子与单腔模的集体相互作用。该模型考虑了腔场的耗散,并包含了传统Dicke模型中不存在的非线性原子-光子耦合。通过考虑有限原子数N和所有的量子效应,我们扩展了以前半经典模型的理论研究。我们的结果表明,随着N的增加,量子期望值和半经典模型之间有很好的一致性,但也显示了相应的量子态的非线性原子-光子耦合的变化的奇异行为。
2013-05-01 quant-ph
Quantum Computation with Generalized Binomial States in Cavity Quantum Electrodynamics
利用两个正交双光子广义二项式态作为量子比特和里德伯原子与高$Q$腔的色散相互作用,研究了腔量子电动力学(CQED)框架下的普适量子计算.我们表明,可以生成任意的量子比特态,并且可以通过标准的原子-腔相互作用实现受控非和1-量子比特旋转门。
2008-05-15 quant-ph
Quantum Electrodynamics of Dicke States: Resonant One-Photon Exchange and Entangled Decay Rate
通过S矩阵与有效哈密顿量匹配,计算中性全同原子间单光子交换势的完整延迟修正,并利用时间规范获得相互作用能虚部,精确给出纠缠超辐射和亚辐射Dicke态衰变率随原子间距的增强与抑制公式,并应用于氢原子示例。
2022-12-04 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Elimination of the A-square problem from cavity QED
我们推广了Power-Zineau-Woolley变换,得到了任意几何边界条件下腔量子电动力学的正则哈密顿量。该哈密顿量不含A平方项和不同原子间的瞬时库仑相互作用。腔QED的单模模型(Dicke,Tavis-Cummings,Jaynes-Cummings)是合理的,由一个逐项映射到建议的微观哈密顿量。作为一个直接的结果,关于电磁场中原子的迪克相变的不可行论证的基础消失了。
2013-10-02 quant-ph
Frequency up- and down-conversions in two-mode cavity quantum electrodynamics
在这封信中,我们提出了一个方案,实现频率上和下转换操作的双模腔量子电动力学(QED)。这种设计双线性双模相互作用的方案可以扩大量子信息操纵的前景,也可以用于腔QED中量子理论的基础测试。作为应用,我们展示了如何在腔QED中产生双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen的原始纠缠态)。
2004-07-28 quant-ph
Digital Quantum Rabi and Dicke Models in Superconducting Circuits
提出了利用电路量子电动力学对量子Rabi和Dicke模型进行模拟-数字量子模拟的方法。我们发现,所有的物理制度,特别是那些是不可能实现的典型腔QED设置,可以模拟通过酉分解成数字步骤。此外,我们显示的狄拉克方程动力学的量子拉比模型时,模式频率消失的出现。最后,我们分析了现实的超导电路场景下,这一建议的可行性。
2014-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Non-equilibrium phase transition in a spin-1 Dicke model
我们利用$^{87}$ Rb原子最低F=1超精细能级的磁子能级实现了自旋为1的Dicke模型。我们在非平衡驱动条件下研究了该系统,预测该系统具有丰富的非平衡相和相变相图。我们观察到超辐射和振荡相位从腔输出光谱的理论预测。探索系统在很宽的参数范围内,我们得到的正常,超辐射和振荡阶段之间的边界,并与理论模型进行比较。
2016-12-20 quant-ph
Bilinear and quadratic Hamiltonians in two-mode cavity quantum electrodynamics
在这项工作中,我们展示了如何工程双线性和二次哈密顿腔量子电动力学(QED)通过一个单一的驱动二能级原子与腔模式的相互作用。工程哈密顿的有效性进行了数值分析,即使考虑两个耗散机制,腔场和原子的影响。本方案可用于在光学和微波两个领域中的量子态制备、量子逻辑运算的实现以及量子理论的基本测试。
2006-02-20 quant-ph
On the critical exponent of a quantum noise driven phase transition: the open system Dicke-model
最近在一个由激光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体与光腔耦合的运动激发系统中观察到了Dicke模型的量子相变[1]。基于腔的系统本质上是开放的:光子可以从它们被检测到的腔中泄漏出来。即使在零温度下,光子数的连续弱测量也会导致不可逆的动力学过程,从而导致动态量子相变。然而,而临界点和平均场仅略有修改相对于基态的相变,纠缠和奇异量子关联的临界指数是显着不同的两种情况下。
2011-07-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with Quantum Interference in a Three-level Atomic System
在V型三能级原子与单模光场相互作用系统中,自发辐射产生的相干性和增强的色散可以显著降低辐射和腔衰减率。这可以消除在强原子-场耦合条件下的光腔量子电动力学实验中使用高精细度、小型化腔。
2017-01-16 physics.optics quant-ph
Absorption in quantum electrodynamics cavities in terms of a quantum jump operator
我们描述的吸收由一个量子电动力学腔的壁作为一个过程,在此过程中,腔的内部模式的基本激发(光子)退出隧道通过腔壁。我们用经典的方法估计了光子在腔内的存活时间及其反射镜的品质因数。
2014-03-17 quant-ph
Cavity quantum electrodynamics for superconducting electrical circuits: an architecture for quantum computation
我们提出了一个可实现的架构,使用一维传输线谐振器,以达到超导电路中的腔量子电动力学的强耦合极限。腔光子耦合到相邻电路(量子位)的量子化激发的真空拉比频率可以很容易地超过腔和量子位的阻尼率。这种架构作为原子物理学实验的宏观模拟以及对于量子计算和控制都是有吸引力的,因为它提供了对自发发射的强抑制,潜在地导致大大增强的量子比特寿命,允许多个量子比特的状态的高保真量子非破坏测量,并且具有用于由厘米距离分离的量子比特的纠缠的自然机制。此外,它将允许产生对量子通信至关重要的微波光子态。
2004-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Phase Transition in the Dicke Model
本文通过修改的Jaynes-Cummings模型推导出任意自旋N原子Dicke模型在独立同向和反向旋转耦合下的正常/超辐射量子相变。
2025-07-16 quant-ph
Single-shot optical readout of a quantum bit using cavity quantum electrodynamics
提出了一种利用腔量子电动力学实现量子比特单次光学读出的方法。我们选择性地将与不同量子比特基态相关的光学跃迁耦合到腔中,并利用腔transmittance的变化来产生由许多光子组成的量子比特读出信号。我们表明,这种方法即使在量子位没有标准共振荧光测量所需的良好循环跃迁时,也可以实现单次光学读出。我们计算的概率,测量检测到正确的自旋状态使用的例子,在各种实验条件下的量子点自旋,并证明它可以超过0.99。
2016-02-13 quant-ph
Dynamical properties of the finite-size Dicke model coupled to a thermal reservoir
研究了色散区中耦合到光子库的有限尺寸Dicke模型的动力学性质。在我们的哈密顿量中,系统-库耦合包含了与强原子-腔耦合相关的反旋转项。由于色散制度被认为是足够准确地描述内的有限维子空间的修饰状态的低能量状态的动力学。利用系统与库之间时间尺度的分离,在不忽略反旋项的情况下,导出了子空间中的马尔可夫量子主方程。腔模期望的时间演化表明,长寿命态的分岔对应于孤立模型中的超辐射跃迁。主方程明确给出了稳态解。稳态下一阶关联函数的数值计算结果表明,强的原子-腔耦合增强了相干性,软化了超辐射区的退相。
2018-10-13 quant-ph
Two-mode Dicke model from non-degenerate polarization modes
在耦合到两个正交偏振模的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中实现了一个具有竞争相互作用的非简并双模Dicke模型. BEC通过原子极化率的标量和矢量部分耦合到腔模。我们可以独立地改变这些耦合,并确定它们对自组织相变的影响。测量系统的相位,我们描述了从单模到双模Dicke模型的交叉。这项工作为实现自旋和密度的耦合相提供了前景。
2019-02-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
High speed quantum gates with cavity quantum electrodynamics
用于量子门的腔量子电动力学方案是最早的量子计算方案之一。尽管不断取得进展,最近戏剧性的光子封锁的演示,仍然有问题的最佳耦合和门操作涉及高质量的腔。在这里,我们展示了动态控制技术,允许可扩展的腔QED基于量子门,使用腔的全带宽。当应用于量子门时,这些技术允许在操作速度上增加一个数量级,并且在腔Q上减少两个数量级,超过被动腔QED架构。我们的方法利用基于斯塔克位移的Q开关,非常适合固态集成光学方法的量子计算。
2009-04-16 quant-ph
Enhancing Acceleration Radiation from Ground-State Atoms via Cavity Quantum Electrodynamics
当基态原子被加速通过高Q微波腔时,产生的辐射强度可以超过自由空间中Unruh加速辐射的强度许多数量级。在大多数情况下,稳态腔场由热密度矩阵描述。然而,在某些条件下增益是可能的,并且当原子以规则的方式注入时,辐射可以在压缩状态下产生。
2003-05-29 quant-ph
Dicke quantum spin glass of atoms and photons
最近对光学腔中强相互作用原子和光子的研究重新点燃了人们对原子量子比特耦合到离散光子腔模的Dicke模型的兴趣。研究了具有可变原子-光子耦合的多模Dicke模型。我们认为,一个量子自旋玻璃相可以出现,与随机的线性组合的腔模式超辐射。我们计算了原子和光子在这个量子相变的光谱响应函数,这两者都应该在实验中可以访问。
2011-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Photon coincidence spectroscopy for two-atom cavity quantum electrodynamics
我们证明了光子符合光谱可以提供一个明确的签名,两个原子同时与量子化腔场模式相互作用。我们还表明,单原子Jaynes-Cummings模型可以有效地探测通过光子符合光谱,即使从两个原子事件的信号有害的贡献。此外,我们还明确地求解了两个二能级原子与量子腔模耦合时不同耦合强度下的本征矢和本征值。
2003-11-11 quant-ph
Controlled entanglement of two field modes in a Cavity Quantum Electrodynamics experiment
利用单个圆形里德伯原子,我们制备了超导腔的两个最大纠缠态模。这两种模式共用一个光子。这种纠缠是通过第二个原子探测,经过一段延迟,两个模式之间的相关性来揭示的。这个实验为量子信息操作和量子理论的基本测试打开了有趣的视角。
2001-05-14 quant-ph
Dissipative dynamics and superradiant countinuous time crystal in a Rydberg-interacting Dicke system
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Shandong Normal University(山东师范大学)
研究Rydberg-修饰Dicke系统中耗散与相互作用的相互作用,揭示其非平衡动力学及超辐射连续时间晶体相的形成机制。
2026-10-26 physics.optics quant-ph