Exact quantum jump approach to open systems in Bosonic and spin baths
通过蒙特卡罗模拟技术，发展了一种能精确处理开放系统的非马尔可夫量子动力学的一般方法。该方法是基于一个随机制定的冯诺依曼方程的复合系统，并采用了一对产品状态以下的马尔可夫随机跳跃过程。该方法的性能示出通过随机模拟的开放系统的动态相互作用与玻色子水库在零温度下，并与自旋浴在强耦合制度。
2003-08-09 quant-ph
Remarks on the Bose description of the Pauli spin operators
利用Pauli自旋算符的类费米子性质和类玻色性质，讨论了Shigefumi Naka首次提出的Pauli自旋算符的玻色描述，并导出了Pauli自旋算符的另一种新的玻色表示.玻色子表示中的$σ_{-}$的本征向量是非线性相干态，其本征值为格拉斯曼数。
2003-09-15 quant-ph
Topological transport in a spin-orbit coupled bosonic Mott insulator
研究了自旋-轨道耦合玻色莫特绝缘体中的拓扑输运。我们发现，即使当自旋轨道耦合是阿贝尔的相互作用可以导致异常的准粒子动力学。为了说明后者，我们考虑Lin \textit{et al}实验中实现的自旋-轨道耦合。[Nature（London）\textbf{471}，83（2011）].对于这种自旋轨道耦合，我们计算准粒子色散和谱权重，相互作用引起的动量空间Berry曲率，和自旋密度的动量空间分布，并提出实验签名。此外，我们发现，在我们的单粒子传播子的近似，基态可以在原则上支持整数霍尔电导率，如果陈数的总和的空穴带是非零的。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Quantum synchronization between two spin chains using pseudo-bosonic equivalence
本文提出用 Holstein–Primakoff 变换将 spin-1/2 链转化为赝玻色系统，并借助中介链非线性相互作用与谐振子判据，实现经典及完美量子同步。
2024-08-12 quant-ph
Spiral spin textures of bosonic Mott insulator with SU(3) spin-orbit coupling
通过将光晶格中的三分量玻色子映射到SU（3）自旋模型上，研究了每格点一个粒子的三分量玻色子的Mott相位。在完全SU（3）对称的最简单情况下，我们得到一个铁磁海森堡模型。引入SU（3）自旋-轨道耦合模拟，产生额外的自旋-自旋相互作用。我们首先考虑自旋相关的跳跃阶段的情况下，导致Dzyaloshinskiii-Moriya型的相互作用。它们导致螺旋自旋纹理的形成，在一维中可以通过局部么正变换来理解。应用经典的蒙特卡罗模拟，我们将我们的研究扩展到二维系统，与“真正的”自旋-轨道耦合系统，涉及自旋变化的跳跃。
2014-11-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Application of Resonance Perturbation Theory to Dynamics of Magnetization in Spin Systems Interacting with Local and Collective Bosonic Reservoirs
我们应用我们最近发展的共振微扰理论来描述动态的磁化在顺磁自旋系统同时相互作用与本地和集体玻色子环境。我们推导出显式表达式的约化密度矩阵元素的演变。这使我们能够明确地计算宏观磁化的动力学，包括特征弛豫和失相时间尺度。我们表明，集体效应（i）不影响弛豫过程的性质，但仅仅是重新归一化的弛豫时间，和（ii）显着修改的退相时间，导致在某些情况下，一个复杂的（时间不均匀）动态的横向磁化，由一个有效的时间依赖性磁场。
2011-02-14 quant-ph
Entanglement of a spin-1/2 Ising-Heisenberg diamond spin cluster in the thermal bosonic bath
本文研究热玻色子浴环境下具有伊辛-海森堡相互作用的菱形自旋团簇的时间演化，利用负性度量分析中心自旋间的纠缠行为，揭示了环境参数对纠缠增强的影响及纠缠达到最大值的条件。
2025-07-22 quant-ph
Controlling stable tunneling in a non-Hermitian spin-orbit coupled bosonic junction
本文研究了在非厄米自旋轨道耦合玻色子双阱系统中，如何利用周期性驱动场来控制自旋隧穿的稳定性。通过高频近似，我们得到了该耗散自旋轨道耦合玻色子系统的解析Floquet解及其相应的准能量，从而构造了该系统的一般非Floquet解.在详细分析Floquet准能谱的基础上，对两阱间平衡和非平衡增益-损耗情况下系统参数和周期驱动场对自旋相关隧穿稳定性的影响进行了解析和数值研究.在平衡的增益和损耗下，我们发现稳定的自旋翻转隧穿随增益损耗强度的增加而优先被抑制。当塞曼场强度与周期驱动频率$Ω/ω$之比为偶数时，有可能存在\emph{continuous}稳定参数区域。当$Ω/ω$为奇数时，只找到了\emph{discrete}稳定的参数区域，在非平衡的增益和损耗下，无论$Ω/ω$为偶数还是奇数，我们都可以得到稳定自旋隧穿存在的参数平衡条件.研究结果对控制非厄米自旋轨道耦合系统中稳定自旋输运的实验具有一定的参考价值。
2020-07-30 quant-ph
Quantum critical point of spin-boson model and infrared catastrophe in bosonic bath
提出了一种非高斯的、超越Silbey-Harris基态的、具有较低基态能量的无偏自旋玻色子哈密顿量的解析基态.欧姆和亚欧姆玻色子浴中的红外突变对确定基态的简并度起着重要的作用。我们表明，红外发散与浴中的非绝热模式的位移可能会被删除的耦合$α<α_c$从建议的基态。那么$α_c$是从非简并到简并基态跃迁的量子临界点，我们计算的$α_c$与以前的数值结果一致.
2013-02-20 cond-mat.str-el quant-ph
Engineering nonlinear boson-boson interactions using mediating spin systems
Centre for Quantum Materials；Technologies, School of Mathematics；Physics, Queen’s University Belfast, BT7 1NN Belfast, UK
提出一种利用中介自旋系统调控玻色系统间交叉克尔等非线性相互作用的协议，可生成纠缠相干态与N00N态，通过数值模拟验证了玻色寄存器内纠缠与目标哈密顿量预期结果的一致性。
2025-11-13 quant-ph
Spin squeezing in internal bosonic Josephson junctions via enhanced shortcuts to adiabaticity
本文提出用增强绝热捷径（eSTA）方法在内部玻色子约瑟夫森结中高效稳健地制备自旋压缩态，相比传统STA方法缩短制备时间并增强鲁棒性，有利于量子增强计量学实验实现。
2023-11-17 quant-ph
Heisenberg-limited spin-squeezing via bosonic parametric driving
由失谐腔产生的自旋-自旋相互作用是产生高纠缠自旋压缩态的标准机制。我们在这里展示了如何在腔体上引入弱失谐参数（双光子）驱动器提供了一个强大的手段来控制诱导相互作用的形式。在没有驱动的情况下，诱导相互作用不能产生海森堡极限自旋压缩，但弱的优化驱动会产生理想的双轴扭转相互作用和海森堡极限压缩。参数驱动在耗散受限的情况下也是有利的，并且能够实现替代绝热方案，该方案可以制备最佳压缩的Dicke状态。我们的方案是兼容的一些平台，包括固态系统的自旋系综耦合到超导量子线路或机械模式。
2020-03-06 quant-ph
Topological Mott Insulator with Bosonic Edge Modes in 1D Fermionic Superlattices
利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）方法研究了一维费米子光学超晶格中相互作用驱动的拓扑相变，发现了一种新的拓扑莫特绝缘体态.值得注意的是，低能边缘激发从自旋1/2费米子单粒子模式到自旋1玻色子集体模式的整个相变。由于自旋-电荷分离，低能理论由有效的自旋超交换模型控制，而电荷自由度是完全空白的。这种拓扑Mott态可以用自旋Chern数和由有限自旋能隙保护的无能隙磁振子模来表征。该实验装置简单，为奇异拓扑Mott态的实验观测奠定了基础。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Simulation of XXZ Spin Models using Sideband Transitions in Trapped Bosonic Gases
我们从理论上提出并实验上证明了利用$^{87}$ Rb原子的囚禁系综中的运动边带来设计可调的长程XXZ自旋模型。我们通过探测Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型中的铁磁到顺磁动态相变来对我们的模拟器进行基准测试，该模型是一个集体XXZ模型加上额外的横向和纵向场，通过拉比光谱。我们实验重建的动力学阶段之间的边界，这是在很好的协议与平均场理论预测。我们的工作为各向异性自旋-自旋相互作用的量子模拟和多体纠缠增强的量子精密测量引入了新的可能性。
2020-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Modeling local decoherence of a spin ensemble using a generalized Holstein-Primakoff mapping to a bosonic mode
本文提出广义 Holstein-Primakoff 近似，将原子自旋-光界面中的局域退相干映射为玻色模式动力学，并用 Wigner 扩散或 Fokker-Planck 描述分析量子计量态制备。
2024-03-28 quant-ph
Spin-gap spectroscopy in a bosonic flux ladder
超冷玻色子原子被困在一个被磁场穿透的两条腿的梯子中，这为研究轨道磁性和相互作用之间的相互作用提供了一个最小的准一维的例子。利用含时矩阵乘积态模拟方法，我们研究了这种系统中出现的所谓的“迈斯纳”相和“涡旋”相的性质，重点研究了实验上可获得的观测量。我们讨论了如何实验监测的相变，并表明，调制的两个腿的梯子之间的密度不平衡的响应是定性不同的两个阶段。我们认为，这种技术可以用作多体光谱学的工具，允许定量测量迈斯纳相位的自旋间隙。我们最后讨论了它的实验实现
2018-01-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universal quantum control in irreducible state-space sectors: application to bosonic and spin-boson systems
我们分析了P. Zanardi，S。劳埃德，quant-ph/0305013。量子态空间$\cal H$编码信息分解成与可用演进组相关联的不可约扇区和子系统。如果这个群与某个群$\cal K$的群代数$\CC{\cal K}$的酉部分重合，则在$\cal H$的${\cal K}$ -不可约分量上可实现泛控制。这种一般策略适用于不同类型的玻色子系统。我们首先考虑大量的玻色子在一个双井，并显示如何实现所有有限维福克部门的普遍控制。然后我们讨论了多模无质量的情况，给出了生成整个无限维多模Heisenberg-Weyl代数的条件。最后，我们展示了如何使用一个辅助玻色子模式耦合到有限维系统产生高阶非线性所需的通用控制。
2003-08-25 quant-ph
Exact solutions for a spin-orbit coupled bosonic double-well system
自旋-轨道耦合冷原子系统的精确解在物理学中非常重要，但也很少见。本文提出了一种简单的组合调制方法，用于求解受驱动双势阱中SO耦合玻色子的解析精确解。对于同步复合调制和自旋守恒隧穿的情形，我们分别得到了系统的一般解析精确解。对于异步复合调制下自旋翻转隧穿的情形，当驱动参数满足一定条件时，我们得到了简单形式的特殊精确解。基于这些精确解，我们揭示了一些有趣的量子自旋动力学现象，例如，有和/或没有自旋翻转的任意布居转移（APT），受控相干布居守恒（CCPC）和受控相干布居反转（CCPI）。这些结果在精确量子纠缠态的制备和量子信息处理方面具有潜在的应用价值。
2022-10-25 quant-ph
Realization of a Bosonic Antiferromagnet
量子反铁磁体在凝聚态物理学中具有广泛的应用，因为它们为研究奇异的多体态提供了一个平台，包括自旋液体和高温超导体。在这里，我们报告创建一个一维海森堡反铁磁体与超冷玻色子。在两组分玻色-哈伯德系统中，我们通过改变自旋交换相互作用的符号，实现了扩展的70格点链中的各向同性反铁磁海森堡模型。从低熵Néel有序态出发，利用优化的绝热过程逼近玻色子反铁磁体。我们证明了反铁磁性的建立，通过探测系统的交错磁化和自旋相关的演变。与凝聚态系统相比，光晶格中的超冷气体可以进行微观设计和测量，为探索玻色子磁性和自旋动力学提供了显着的优势。
2021-07-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamic generation of spin-squeezed states in bosonic Josephson junctions
我们分析了双势阱中超冷玻色原子凝聚态压缩态的形成。重点是从初始相干的多体量子态动态形成这种态。描述了两种情况：在系统稳定点附近的演化过程中，以及在不稳定点附近的短时间演化过程中，压缩的形成。后者被证明在很短的时间内产生高度压缩的状态。在半经典近似的基础上，我们用简单的解析公式预言了压缩量、压缩量的$N$标度和相干自旋的形成速度，成功地描述了数值结果.将这种在超冷原子系统中产生高压缩自旋态的新方法与文献中的其他标准方法进行了比较。
2012-09-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement Detection in Optical Lattices of Bosonic Atoms with Collective Measurements
纠缠检测的最低要求进行了讨论的自旋链中的自旋不能单独访问。所提出的方法可以探测到接近于团簇态和多体单重态的纠缠态，并且在两态玻色原子光晶格中的实验实现是可行的。纠缠的标准是基于纠缠证人和集体观测的不确定性。
2004-05-26 cond-mat quant-ph
Spin Description in the Star Product and the Path Integral Formalism
自旋可以通过在费米扇区中推广玻色子Moyal积而用星积形式描述。费米子星积则是几何代数的克利福德积，并且可以用玻色子星积形式主义来表示费米子星积形式主义。对于自旋的费米子星积描述，可以建立与用费米子变量描述自旋的其他方法的关系，即算子形式主义和路径积分形式主义。它表明，费米星积形式主义和费米路径积分形式主义的玻色子类似。
2007-05-24 quant-ph
Efficient variational approach to dynamics of a spatially extended bosonic Kondo model
我们发展了一种有效的变分方法来研究局域量子自旋耦合到一个移动的自旋玻色子浴的动力学。我们利用宇称对称性，通过正则变换将杂质自旋从环境中解耦，并将问题简化为相互作用的玻色子浴模型。我们用玻色高斯态作为变分模型描述了后者的相干时间演化。我们提供了完整的解析表达式，方程描述变时演化，可应用于研究在广泛的一类量子杂质问题的平衡现象。在论文[Y。Ashida { \it等人}，物理修订版信函123，183001（2019）]，我们提出了一个具体的应用，这种一般形式主义的分析里德伯中心自旋模型，其中自旋1/2里德伯杂质经历自旋变化碰撞在一个稠密的云的两个组件的超冷玻色子。为了说明浴原子的轨道运动所产生的新功能，我们比较我们的结果与Monte Carlo研究的模型与空间局部玻色子在浴中，其中随机位置的原子引起随机耦合的标准中心自旋模型。
2019-11-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Controlling a whispering gallery doublet mode avoided frequency crossing: Strong coupling between photon bosonic and spin degrees of freedom
在磁场中的电子自旋相互作用的组合允许我们控制高Q回音壁（WG）腔模式双峰的谐振频率，从而导致对包括双峰的两个模式之间的避免的交叉的精确测量。我们表明，共振光子有效地表现为自旋- $\frac{1}{2}$粒子和双峰现象的物理起源产生的光子自旋角动量的状态之间的能量分裂。强调了光子自旋在分裂模式频率中的独特作用，并且我们证明了支持WG模式的晶体介质的各向异性和各向异性特性导致腔光子的玻色子和自旋自由度之间的强耦合。尽管与Jaynes-Cummings型系统有相似之处，但由于其线性度，模式二重态系统表现出显着的差异。与处理场与物质之间相互作用的传统实验不同，这里的晶体介质扮演着宏观对称性破缺的角色，有助于这些光子自由度之间的强耦合。这种制度的实验证明了一种方法，以有效地控制光子自旋状态。我们的实验第一次证明了在高$Q$腔中的可控时间反演对称性破缺。
2013-12-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
