Mode structure and polaritonic contributions to the Casimir effect in a magneto-dielectric cavity
我们提出了一个完整的分析模式的频谱在由两个平行的板，其中之一是磁介质，例如超材料，而另一个是金属形成的腔，并获得色散关系的封闭形式。腔壁的光学特性描述的有效介电常数和磁导率的现实模型。表面极化激元，即电磁模式，至少有部分的倏逝字符，被证明是占主导地位的卡西米尔相互作用在小的分离。我们详细分析了s-极化极化激元，这是一个磁介电配置的特性，并讨论了它们在排斥卡西米尔力的作用。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Qubit Geometric Phase Gate for Quantum Dot Spins using Cavity Polariton Resonance
我们描述了一种实现两量子位几何相位门的设计，通过该设计，限制在相邻量子点中的一对电子发生纠缠。纠缠是光激发激子-极化激元与局域自旋之间库仑交换相互作用的结果。这种光学耦合类似于电子-电子Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，提供了具有中等腔品质因数Q的高速、高保真度双量子比特门操作。通过优化光脉冲参数（脉冲宽度和能量），可以减小由于极化激元寿命有限而引起的误差。所提出的设计，使用静电量子点，最大限度地纠缠，并确保可扩展性。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity polariton in a quasi-lattice of qubits and its selective radiation
在电路量子电动力学系统中，N个量子比特的链非均匀耦合到腔场形成介观准晶格，其特征在于其相对于正常晶格的变形程度。这种变形是相对间距的函数，即量子位间距与腔波长的比率。准晶格中出现极化子模，作为腔光子激发晶格的修饰模。我们表明，极化激元模式的跃迁概率增加或减少相比，一个单一的量子比特的变形，给出一个选择性的自发辐射光谱。此外，与具有大N极限和接近零的相对间距的微观晶格不同，准晶格中的极化激元在相对间距上具有不均匀的衰减速率。我们发现，这种不均匀性与超辐射模型预期的合作发射效应相吻合，其中晶格量子位中的替代激发导致最大衰减。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled biphoton enhanced double quantum coherence signal as a probe for cavity polariton correlations in presence of phonon induced dephasing
我们从理论上提出了一种双光子纠缠增强多维光谱技术作为超快机制中耗散极化激元动力学的探针。它适用于腔局限的单体光合复合物，代表一个典型的多站点激子量子聚集体。所提出的技术被证明是特别敏感的两个和一个激发子空间之间的流形间极化激元相干性。它被证明是能够监测腔介导的激子相关性的动力学作用，并在声子诱导耗散的存在下的退相。纠缠双光子源的非经典性增强了信号的超快和宽带相关特性，表明了负责长距离腔辅助激子迁移的底层状态相关性。
2022-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunneling-assisted optical information storage with lattice polariton solitons in cavity-QED arrays
考虑两个能级介质中的弱耦合纳米腔阵列，我们揭示了各种动力学制度，如扩散，自陷，孤立子，呼吸子的波包中存在的光子隧穿过程中的下一个最近的腔。我们的注意力集中在低支（LB）亮极化激元孤子的形成，由于两体极化激元-极化激元散射过程。当失谐频率被精确控制时，低支晶格极化激元局域态，即，即在类光子状态和类物质状态之间演化的孤子和呼吸子，被示出作为用于光学信息的空间分布存储和检索的载体。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Terahertz lasing from intersubband polariton-polariton scattering in asymmetric quantum wells
在中心对称系统中，不同腔极化激元分支之间或相同激发数的修饰原子态之间的电偶极跃迁是严格禁止的。对于半导体微腔中的掺杂量子阱，导带中的子带间跃迁与腔模之间的强耦合产生了两个子带间腔极化激元分支，其简正模能量分裂是可调谐的，并且可以在太赫兹区域。在这里，我们表明，通过使用非对称量子阱，它是可能的，允许偶极跃迁之间的不同极化激元分支，导致太赫兹光子的发射。我们提出了这样一个系统的量子场论，并预测，高效率，宽调谐太赫兹激光可以获得。
2013-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced Cavity Optomechanics with Quantum-well Exciton Polaritons
嵌入量子阱的半导体微谐振器可以同时容纳紧密受限且相互作用的激子，光学和机械模式。我们从理论上研究了系统在强激子-光子耦合制度下工作的情况，而光学和激子共振通过与机械模式的相互作用进行参数调制。由于大激子-声子耦合在半导体中发挥作用，我们预测的增强极化激子-声子相互作用的两个数量级相对于光机械耦合：一个接近统一的单极化激子量子合作是在当前的半导体谐振器平台的范围内。我们进一步分析了极化激元非线性如何影响动力学反作用，修改冷却或放大机械运动的能力。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
When polarons meet polaritons: Exciton-vibration interactions in organic molecules strongly coupled to confined light fields
本文提出了一种描述有机分子与腔模强相互作用的微观半解析理论。激子振动耦合内的分子和激子腔相互作用被视为平等的基础上，采用温度相关的变分方法。强激子-振动耦合和强激子-腔耦合之间的相互作用产生混合基态，我们称之为下极化子极化激元。得到了基态波函数、下极化子极化激元的零温准粒子重量、光致发光谱线强度和平均振动量子数的显式表达式。这些量对激子-腔耦合强度的依赖关系表明，强腔耦合导致腔模的振动修整增强，同时暗激子的振动解耦，这又导致较低的极化子极化激元类似于强耦合制度中的单模修整裸较低的极化激元。简要讨论了热效应对几个观测量的影响。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-dimensional Infrared Spectroscopy of vibrational polaritons of molecules in an optical cavity
分子振动与红外腔模的强耦合通过产生修饰的极化激元态来影响它们的性质。我们展示了如何通过改变腔耦合强度来控制单振动和双振动极化激元流形，并通过时域双量子相干性（DQC）来探测。对$N-methylacetamide$（NMA）的酰胺-I（$CO$）和酰胺-II（$CN$）键振动进行了应用。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity linewidth narrowing with dark-state polaritons
我们进行了量子理论处理腔线宽窄化与腔内电磁感应透明（EIT）。利用腔内EIT技术，光子在腔内以腔极化激元的形式存在：亮态极化激元和暗态极化激元。亮态极化激元与激发态的强耦合引起称为真空拉比分裂的效应，而与激发态解耦的暗态极化激元引起窄腔传输窗口。我们的分析将提供一个量子理论的线宽变窄的量子场脉冲在单光子水平。
2015-04-09 quant-ph
Quantum Electrodynamics of graphene Landau levels in a deep-subwavelength hyperbolic phonon polariton cavity
JEIP, UAR 3573 CNRS, Collège de France, PSL Research University（法国高等科学研究所、巴黎文理研究大学）；ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那光子科学研究院、巴塞罗那科学技术研究院）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）；ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）
研究石墨烯Landau能级在深亚波长双曲声子极化子腔中的量子电动力学，探讨极化子的产生及共振量子真空效应与静电相互作用的区分，分析磁极化子与腔体电磁模式的混合效应。
2026-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of the exceptional point in cavity magnon-polaritons
磁振子极化激元是由磁振子和光子之间的强耦合产生的混合轻物质准粒子。它们已成为实现量子换能器和存储器的潜在候选者。由于光子和磁振子的阻尼，极化激元的寿命有限。然而，稳定的磁振子极化激元态可以通过泵浦和损耗之间的动态平衡来达到，因此本征非平衡系统可以用非厄米哈密顿量来描述。在这里，我们设计了一个可调谐腔量子电动力学系统与一个小的铁磁球在微波腔和工程的光子和磁振子的耗散，以创建腔磁振子极化激元具有非厄米谱简并。通过调节磁振子-光子耦合强度，我们观察到了极化激子相干完全吸收，并证明了在例外点处的相变。我们的实验为研究腔磁振子极化激元的非厄米物理提供了一个新的宏观量子平台。
2017-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Entangled photons from the polariton vacuum in a switchable optical cavity
本文从理论上研究了子带间腔系统（即所谓的极化激元真空）的基态中双光子态的纠缠。该系统由位于微腔内的一系列掺杂量子阱组成，光子可以与量子阱内的子带间激发相互作用。使用一个明确的解决方案的基态的系统，在超强耦合制度，后选择的介绍，只有某些双光子态被认为是和分析模式纠缠。我们发现，一个快速淬火的耦合创建纠缠的光子和纠缠的程度取决于平面内的波矢量的光子的绝对值。在后选择过程中选择合适的模式可以产生最大纠缠态。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory of electron tunneling into intersubband cavity polariton states
利用非微扰量子理论，研究了二维电子气的准电子激发态如何通过与微腔真空场的强耦合而得到修正。我们表明，电子修饰态起源于裸电子态和子带间腔极化激元激发连续谱之间的类法诺耦合。特别地，我们计算了光-物质相互作用修改的电子光谱函数及其对子带间腔极化激元的电子注入的影响。域的有效性，目前的理论结果进行了批判性的讨论。我们发现，从窄带注入器的共振电子隧穿可以选择性地激发超辐射态，并产生有效的子带间极化激元电致发光。
2009-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Resonantly Tunable Majorana Polariton in a Microwave Cavity
本文研究了微波谐振腔中一维Kitaev链的频谱。在非共振区，腔的频率偏移可以用来识别耦合系统的拓扑相变。在谐振状态下，系统的拓扑结构可以通过微波腔的占用来控制，而且，对于大量的光子（经典极限），物理学变得类似于磁驱动系统（Floquet绝缘体）。我们还数值分析了有限链，并显示存在的退化子空间的存在下，可以解释为一个\textit{Majorana polariton}的腔。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Polaritonic states of matter in rotating cavity
量子光与腔内物质的相互作用会产生光-物质混合态，称为极化激元。我们讨论了腔的旋转对极化激元的影响。结果表明，极化激元的数量增加，由于这种旋转。旋转强烈地依赖于角速度和旋转轴的选择，从而改变了原有的极化激元结构，并产生了新的极化激元。在分子中，旋转可以改变光诱导圆锥相交的数量和它们的维数，从而强烈影响它们的量子动力学。一般后果进行了讨论。
2021-03-02 quant-ph
Bistability of Cavity Magnon Polaritons
本文首次在钇铁石榴石（YIG）小球中观察到磁振子-极化激元强相互作用的腔磁振子系统中的磁振子-极化激元双稳态。这种振荡行为表现为腔磁振子极化激元（CMP）的频率突变，并与大、小极化激元数态之间的跃迁有关。在我们的实验中，我们分别将YIG球的[100]和[110]晶轴平行于静态磁场排列，并发现非常不同的取向行为（例如，顺时针和逆时针磁滞回线）。对实验结果进行了很好的拟合，并解释了由于克尔非线性的正负系数。此外，当磁场被调谐远离反交叉点的CMP，我们观察到同时双稳态的磁振子和腔光子通过施加驱动场的下分支。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Occupancy-driven Zeeman suppression and inversion in trapped polariton condensates
本研究针对光学俘获的激子-极化激元凝聚体磁光致发光特性展开，揭示了不同尺寸俘获势下塞曼分裂的屏蔽与反转现象，阐明了约束与背景激子相互作用的关键作用。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microscopic theory of cavity-confined monolayer semiconductors: polariton-induced valley relaxation and the prospect of enhancing and controlling the valley pseudospin by chiral strong coupling
我们应用微观理论的激子极化激元在腔限制的单层过渡金属dichalcogenides，包括在单层平面中的光学偏振，允许描述如何手性腔光子相互作用的谷自由度的活性物质。极化激元形成后，居住在两个不等价的山谷的简并激子假设成键和反键叠加作为腔介导的intravalley相互作用结合谷间库仑相互作用的结果。这是谷极化的极化激元诱导的相干混合的代表。与无序相结合，这种混合倾向于打开一个新的谷弛豫通道，其随着腔耦合的增加而变得重要。重要的是，我们表明，光学腔的左，右手圆偏振光子的非对称反射提供了一个相当强大的平台，实现保守的谷偏振，作为谷本地化的激子恢复了一个不对称拉比分裂，提升其简并性。此外，我们显示这种简并提升允许波长选择性访问谷赝自旋通过极化激元诱导的手征斯塔克效应，提供有趣的机会valleytronic应用。
2020-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Multi-level quantum Rabi model for anharmonic vibrational polaritons
我们提出了一个腔QED方法来描述单个非简谐分子振动与红外腔场之间的光-物质相互作用。从原子核运动量子化的一般Morse振子出发，我们导出了一个多能级量子Rabi模型，用于研究超越行波近似的振动极化激元。我们详细地分析了振动极化激元的谱，并与已有的实验进行了比较。对于高的激发能，光谱表现出一个密集的流形的真实和避免的能级交叉的光-物质耦合强度和腔频率进行调谐。这些交叉由腔场施加的伪奇偶选择规则支配。我们还分析了核坐标空间中的极化激元本征态。我们证明了在给定能量下振动极化激元的键长永远不会大于具有相同能量的裸Morse振子的键长。这种类型的振动极化激元的键硬化是以虚拟红外腔光子的产生为代价的，并且可能对化学反应性有影响。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Excitons and cavity polaritons for ultracold atoms in an optical lattice
研究了在莫特绝缘体态制备的深光晶格中囚禁的超冷原子的共振电子激发动力学。这些人造晶体中的激子与稀有原子或分子晶体中的Frenkel激子相似。当原子的激发态线宽小于偶极-偶极耦合产生的激子带宽时，它们就会出现。当原子被放置在腔中时，电子激发和量子化腔模耦合。在集体强耦合区，激发形成两支拉比分裂大于原子和腔线宽的腔极化激元。为了证明它们的性质，我们计算的透射，反射和吸收光谱的入射弱探测场，这表明在极化激元频率共振。
2007-11-09 quant-ph
Manipulation of Arbitrary-Order Cavity-Magnon Polariton Blockade
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福建量子信息与光学重点实验室，福州大学物理与信息工程学院）
本文提出利用 Kerr 非线性在腔磁极子系统中实现 n-腔磁极子阻塞，通过强耦合产生混合准粒子，引入非谐振性以实现阻塞效应，增强驱动强度可提高高阶阻塞并保持高纯度。
2026-09-10 quant-ph
Observation of Cavity Rydberg Polaritons
我们证明了杂交的光腔光子与原子里德伯激发使用电磁诱导透明（EIT）。由此产生的暗态里德伯极化激元表现出压缩的频谱和增强的寿命，表明强的轻物质混合。研究了腔里德伯极化激元的相干特性，确定了光学腔的广义EIT线宽。强集体耦合抑制极化激元损失由于非均匀加宽，我们证明了通过使用不同的里德堡能级的极化率范围。我们的研究结果指出了使用腔里德伯极化激元作为创建光子量子材料的平台的方向。
2015-11-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Simulation of a quantum phase transition of polaritons with trapped ions
我们提出了一个新的系统，用于模拟集体内部量子比特和声子态的量子相变与线性晶体的囚禁离子。激光与离子的相互作用在激发光谱中产生了一个能隙，这引起了有效的声子-声子排斥和Jaynes-Cummings-Hubbard相互作用。该系统表现出与耦合腔阵列中极化激元的相变相当的特性。捕获的离子允许通过调节轴向捕获频率来容易地调谐跳跃频率，以及通过激光失谐和强度来调节声子-声子排斥。我们提出了一个实验协议，以访问系统的所有可观的，它允许一个获得签名的量子相变，即使有少量的离子。
2009-05-15 quant-ph
Site-dependent control of polaritons in the Jaynes Cummings Hubbard model with trapped ions
本文在俘获离子体系中实现了JCH模型内极化激元的位点依赖控制，通过分别调节照射各离子的光束频率，在双离子系统中展示了极化激元跳跃阻塞，为人工多体系统的局部精细调控提供了新方法。
2022-11-17 quant-ph
Single Polariton Optomechanics
本文研究了一种新的混合腔QED光力学情况。我们求解了腔场与二能级原子通过Jaynes-Cummings耦合以及与机械运动通过辐射压力耦合的哈密顿问题。原子-腔极化激元数算符与总哈密顿量交换，得到了包含三重原子-腔-力学极化子的精确解析解。在极化子跃迁的光泵浦下，系统显示出不寻常的原子辅助冷却和机械运动的放大。我们证明了在单极化激元水平上获得增强的光学机械冷却的可能性，声子的强聚束，并描述了在单极化激元放大极限下机械运动的奇特量子噪声统计。
2013-11-27 quant-ph
A Cavity-Enhanced Spectroscopist's Lens on Molecular Polaritons
本文以经典光学为基础，从腔增强光谱学家视角解析分子极化激元的形成、光谱与行为，关联腔增强光谱学并以物理化学家熟悉的方式重述开放问题，助力明确极化激元现象的量子与经典本质。
2025-08-28 physics.chem-ph quant-ph
Stimulated photon emission and two-photon Raman scattering in a coupled-cavity QED system
研究了一维耦合腔系统中光子与极化激元的散射问题。解析近似分析和数值模拟表明，通过极化激元-光子碰撞，光子可以激发极化激元的光子发射。这一发现为耦合腔QED系统中光子受激从绝缘相到辐射相的跃迁提供了可能性。然而，我们也发现双光子拉曼散射过程可以产生极化激元。这为借助原子-腔相互作用实现单光子存储铺平了道路。
2016-02-16 quant-ph
Polariton Analysis of a Four-Level Atom Strongly Coupled to a Cavity Mode
本文给出了在相干光场驱动下，与腔场模强耦合的单个四能级原子的完整解析解。四能级原子系统由EIT配置中的三能级子系统加上额外的原子能级组成;该系统已被预测表现出光子阻塞效应。该解决方案提出的极化激元。从有效二能级系统的角度分析了由此得到的有效哈密顿量，并讨论了缀饰态的动态Stark分裂。分析了腔模出射光的荧光光谱，并确定了相关的跃迁。
2001-11-30 quant-ph
Entangling cavity-magnon polaritons by interacting with phonons
本文提出通过磁致伸缩引入声子与磁子模式色散耦合，利用声子散射驱动场的边带共振及模式比例优化，实现两个腔-磁子极化激元间的稳态纠缠，为微波量子信息处理和量子计量学提供宏观量子态及频率纠缠光子。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Josephson dynamics for coupled polariton modes under the atom-field interaction in the cavity
研究了腔中强耦合条件下原子与光场相互作用中极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）问题。研究了原子介质中类克尔非线性耦合的上下支能级对应的两个宏观布居极化激元模的动力学行为。找出了所考虑系统中新型集体激发的色散关系。各种时间制度，如线性（非线性）约瑟夫森跃迁和/或拉比振荡，宏观量子自陷（MQST）动力学的极化激元模式的布居不平衡的预测。我们还研究了初始条件、原子介质的有效非线性参数和低支极化激元的动能对时均布居不平衡的开关特性的影响。
2007-09-19 quant-ph
Resonant Raman scattering of single molecules under strong cavity coupling and ultrastrong optomechanical coupling in plasmonic resonators: phonon-dressed polaritons
等离子体二聚体腔可以诱导极端电场热点，允许人们使用拉曼型光谱在单个振动分子上访问超强耦合制度。使用广义主方程，我们研究共振拉曼散射在腔QED的强耦合制度，当也在振动的超强耦合制度，导致“声子修饰极化激元”。主方程严格包括腔和振动自由度的光谱浴，以及一个纯粹的退相浴的共振两级系统，这起着重要的作用。采用现实的金二聚体腔模式的参数，我们调查的发射光谱在几个特征强耦合制度，导致非常丰富的光谱共振由于声子修改的极化激元状态和浴诱导的共振的相互作用。我们还明确地表明，在这些量子非线性制度的标准主方程的失败。
2021-07-28 quant-ph
Topologically protected subradiant cavity polaritons through linewidth narrowing enabled by dissipationless edge states
本文提出利用一维原子阵列的拓扑带隙和无耗散边缘态，在回音壁模式谐振器中实现线宽极窄、寿命显著延长的亚辐射腔极化激元，为拓扑工程量子态提供新途径。
2023-08-08 physics.optics quant-ph
Evaluating states in trapped ions with local correlation between internal and motional degrees of freedom
我们提出并证明了一个可扩展的计划，同时确定内部和运动状态的单网站分辨率被困离子。将该方案应用于研究囚禁离子的Jaynes-Cummings哈伯德模型中的极化激子激发，其中离子的内部态和运动态是强关联的。我们观察量子相变的极化激子激发在两个离子直接评估其方差每个离子网站。我们的工作为极化激子系统的大规模量子模拟建立了必要的技术方法。
2021-05-11 quant-ph
Coherent polariton dynamics in coupled highly-dissipative cavity quantum electrodynamics
光与物质在单光子和电子量子比特水平上的相干相互作用为非经典信息处理提供了巨大的潜力。针对提高腔的品质因数的努力，在这里，我们证明了强非谐性的极化子修饰状态通过暗态共振在一个高耗散腔。结果表明，当光子场耦合到辅助高$Q$腔中时，即使玻色子衰变与相互作用的速率比超过$10^{2}$，腔中单个量子发射体也会发生真空拉比振荡.此外，在这种高耗散的腔量子电动力学系统中，可以观察到光子阻塞现象。该研究为克服退相干和提高极化激元量子比特的相干操作提供了一个很有前途的平台。
2014-05-14 physics.optics quant-ph
Path Complementarity Enables Directional Quantum Light in Hybridized Cavity Polaritons
Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Sun Yat-Sen University（中山大学）
本文提出路径互补机制，在混合腔极化激元中实现定向量子光，兼顾不对称光子统计与路径相干性，并展示可切换的定向光子阻塞及强路径纠缠。
2026-10-08 quant-ph
Topological protection of Majorana polaritons in a cavity
本研究通过准绝热分析与密度矩阵重整化群计算，发现一维拓扑超导相中的马约拉纳端模在腔真空量子涨落下演化为马约拉纳极化激元，仍保持拓扑序、非阿贝尔特性及开链双重指数简并基态。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Strongly localized polaritons in an array of trapped two-level atoms interacting with a light field
我们提出了一种新型的空间周期性结构，即极化激元晶体（PolC），观察由于耦合原子场态（极化激元）在晶格中的“慢”/“停止”光现象。在紧束缚近似下，该系统实现了一个弱耦合囚禁的二分量原子系综阵列与隧道耦合一维腔阵列中光场的相互作用。我们证明了在强耦合条件下，发生了向超流Bardeen-Cooper-Schrieffer态的相变，即所谓的（BCS）型低支极化激元态。这样的转变导致在非零频率下原子介质的宏观极化的出现。主要结果是极化激元的群速度基本上取决于系统的序参量，即取决于腔阵列中的平均光子数。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Polariton Mott insulator with trapped ions or circuit QED
我们考虑晶格极化激元的Jaynes-Cummings-哈伯德模型的变体，考虑次近邻，对角和长距离光子跳跃在一个和两个维度。这些模型是相关的潜在的实验实现的极化激元莫特绝缘体的基础上捕获的离子或微波带状线谐振器。我们得到的莫特超流相边界和计算激发光谱莫特阶段使用数值和分析方法。包括额外的跳跃项导致一个更大的莫特相位的情况下，被困离子，和一个更小的莫特相位的情况下，带状线谐振器，与原始模型相比，最近邻跳跃。跃迁的临界跳跃在一维中变化高达约50%，在二维中变化高达约20%。相反，激发光谱基本上不受影响。
2012-01-09 cond-mat.str-el quant-ph
Nonadiabatic phenomena in molecular vibrational polaritons
研究了红外腔中分子振转运动的非绝热现象。发现振动极化激元之间存在类似于电子极化激元表面之间的圆锥交叉点（CI），振动极化激元的光谱、拓扑和动力学性质显示出分子振动、转动和腔光子模之间非绝热耦合的清晰指纹.此外，它被发现，对于所研究的系统，由两个旋转振动的HCl分子和腔模式，打破分子的置换对称性，通过改变$^{35}$ Cl到$^{37}$ Cl中的一个HCl分子，极化激元表面，非绝热耦合，以及相关的光谱，拓扑和动力学性质可以偏离很大。这意味着，不同的分子同位素的自然发生需要考虑建模现实的极化激元系统时。
2021-01-12 quant-ph
Cavity magnon polariton based precision magnetometry
光子-磁振子混合系统可以通过将磁性材料的电子自旋共振耦合到微波腔模式来实现。与系统动力学相关的准粒子是腔磁振子极化激元，它是由强耦合磁振子和光子的混合产生的。我们说明了这些粒子可以被用来探测样品的磁化强度与显着的灵敏度，设计合适的自旋磁力计，最终可用于直接评估振荡磁场。具体而言，腔磁振子极化激元将磁激发转换为电磁激发的能力允许将最先进的电子学所达到的量子限制灵敏度转换为磁性。在这里，我们采用微波腔和亚铁磁球组成的混合系统，实验实现两种类型的新型自旋磁力计。
2020-09-30 physics.ins-det quant-ph
Generalized Bloch's Theorem for Cavity Exciton Polaron-Polaritons
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究极子极化子在强耦合下的色散关系和光学响应，通过广义Bloch定理揭示晶格动量守恒下的新物理机制。
2026-04-24 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Electrically injected cavity polaritons
我们已经实现了一种半导体量子结构，产生电致发光，同时在光-物质强耦合制度。基于GaAs/AlGaAs材料体系，在平面微腔中嵌入量子级联结构，构成中红外线发射器件。在零偏置，该结构的特点是使用反射率测量显示，高达室温，宽极化激元之间的子带间跃迁和谐振腔光子模式的交叉。在电注入下，发射光的光谱特征急剧变化，因为电子被共振注入到极化激元分支的减少部分中。我们的实验表明，电子可以选择性地注入到极化激元状态，直到室温。
2007-09-25 cond-mat.other quant-ph
Stimulated scattering and lasing of intersubband cavity polaritons
本文提出了一个描述二维电子气中子带间极化激元受激散射的微观理论。特别地，我们考虑了由光学声子的自发发射引起的极化激元散射。我们的理论证明了这种复合激发散射的最终状态刺激的可能性，占在高激发密度发生的完美玻色性的偏差。通过使用GaAs半导体系统的现实参数，我们预测如何实现量子简并制度，导致超低阈值激光没有粒子数反转。
2008-06-10 cond-mat.other quant-ph
Probing Polariton Dynamics in Trapped Ions with Phase-Coherent Two-Dimensional Spectroscopy
我们设计了一个相位相干的三脉冲方案来探测囚禁离子量子模拟中的极化激元动力学。与传统的非线性信号相比，所提出的方案不改变系统中的激励数量，允许在$N$激励流形内的动态调查。在填充因子1（$N$在$N$ -离子链中的激发）的特定情况下，所提出的相互作用诱导离域声子超流和局域原子绝缘体相之间的相干跃迁。一个两离子链的数值模拟表明，所得到的二维光谱允许明确识别的不同阶段，和二维线型有效地表征相关的退相干机制。
2015-09-08 physics.chem-ph quant-ph
Extracting Kinetic Information from Short-Time Trajectories: Relaxation and Disorder of Lossy Cavity Polaritons
本研究基于转移张量方法（TTM）提出数值方案，可从少量短时轨迹提取有损腔极化激元的动力学信息，并推广至无序系统，为研究腔损耗、无序与协同性的相互作用提供高效工具。
2024-03-09 physics.atom-ph quant-ph
Ultrafast Coherence Delocalization in Real Space Simulated by Polaritons
我们研究了相干离域耦合腔分子极化激元平台上的时间，频率和空间域，使超快二维红外高光谱成像。在频率和实空间中观察到单向相干离域（在一个腔转移到另一个腔中制备的相干）。这种方向性是由散域光子从高能量到低能量模式的耗散实现的，由Lindblad动力学描述。进一步的实验表明，当直接跨腔制备相干态（来自不同腔的极化激元之间的叠加）时，只有能量上邻近的极化激元才能形成在长程环境波动中幸存下来的相干态。与Lindblad动力学一起，这一结果意味着相干光通过一步机制离域，光子从一个腔转移到另一个腔，为自然和人工量子系统中的相干演化提供了光明。这项工作还展示了一种结合光子和分子模式来模拟相干动力学的方法。
2021-07-09 quant-ph
Transfer of a Polaritonic Qubit through a Coupled Cavity Array
我们展示了一个方案的耦合腔阵列的两端之间的量子通信。每个腔掺杂有单个两能级系统（原子或量子点），并且适当地调谐原子能级间隔和光子频率的失谐以实现阵列中的光子阻挡。我们表明，在这样的制度，阵列可以模拟双轨量子态传输协议的量子信息在接收腔的到来是通过荧光测量预示。在连接的腔的网络的任何一对腔之间也可以进行通信。
2007-04-09 quant-ph
Quantum cloning in coupled states of optical field and atomic ensemble by quasi-condensation of polaritons
研究了一种利用二能级原子系统的宏观激发来存储量子信息的新方法。提出了将光场量子克隆到腔极化激元中的原始方案，该腔极化激元包括置于腔内的相不敏感参量放大器和原子盒。首次提出了在一定条件下腔中产生的极化激元的高温准凝聚（和/或凝聚）现象。
2006-09-25 quant-ph
Mechanically modulated emission spectra and blockade of polaritons
本文研究了一种由半导体材料或半导体薄膜构成的谐振腔组成的光电机械混合系统。腔光子与振荡镜或半导体膜中的激子形成极化激元。相应地，腔光子与反射镜或薄膜之间的光-力相互作用转化为极化激元-力相互作用。在广义行波近似下，我们从理论上研究了这一三元杂化系统的本征能和本征函数。研究表明，极化激元模的发射光谱受到机械谐振器的调制。我们还研究了在弱经典场驱动下，力学效应对极化激元统计特性的影响。本文详细描述了由于参量耦合和三波混频相互作用之间的竞争而产生的极化激元模和声子模的丰富的非线性效应。它还提供了一种操作光子、声子和激子的方法，例如，通过极化激元的精细光谱检测机械谐振器的特性或控制光在集成的偏振-光机平台中的传输。
2018-03-08 quant-ph
Non-reciprocal Cavity Polariton with Atoms Strongly Coupled to Optical Cavity
本文实验展示了多原子与法布里-珀罗腔强耦合的手性腔QED系统，通过极化原子内态打破时间反演对称性，在线性区实现单光子级超过30 dB的光学隔离，并验证了零磁场工作和隔离方向可重构性，非线性区还观察到非互易非经典统计。
2023-04-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Nonequilibrium effects of cavity leakage and vibrational dissipation in thermally-activated polariton chemistry
在振动强耦合（VSC）中，分子振动与光学腔的模式强烈相互作用，形成称为振动极化激元的混合光物质态。实验表明，VSC可以对热活化化学反应的动力学进行修正。过渡态理论假设内部热化比反应性转变快，无法解释观察到的发现。在这里，我们进行动力学模拟，以了解耗散过程，即VSC引入化学系统的过程，如何影响内部热化和反应性转变在类似时间尺度上发生的反应。使用Marcus-Levich-Jortner类型的电子转移作为模型反应，我们表明，这种耗散可以通过加速内部热化来改变反应性，从而抑制腔外反应中发生的非平衡效应。这种现象主要归因于腔衰减（即，光子泄漏），但极化激元和暗态之间的弛豫起着辅助作用。当非平衡效应已经被抑制在裸露的反应（反应物种基本上是在整个反应的内部热平衡），我们发现，反应性并没有显着变化下VSC。我们的结果和实验观察之间的连接。
2021-05-02 quant-ph
Scattering theory of frequency-entangled biphoton states facilitated by cavity polaritons
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Toronto（多伦多大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Wake Forest University（维克森林大学）
本文提出一种散射理论，研究频率纠缠光子对与腔极子和双极子态的相互作用，分析其对联合光谱幅度的影响，并强调腔体过滤效应。
2026-01-29 physics.optics quant-ph
Polariton Enhanced Free Charge Carrier Generation in Donor-Acceptor Cavity Systems by a Second-Hybridization Mechanism
由于光-物质杂化态极化激元的离域性和可控能级特性，腔量子电动力学已被研究为一种潜在的方法来修改施主-受主异质结中自由载流子的产生。然而，在许多实验系统中，腔耦合降低了电荷分离。本文从理论上研究了相干耗散施主-受主腔系统的量子动力学，探讨了其动力学机制，并进一步揭示了极化激元增强自由载流子产生的条件。我们使用基于单脉冲泵浦的开放量子系统方法发现，极化激元具有连接激子态和电荷分离态的潜力，进一步增强了数百飞秒的超快时间尺度上的自由电荷产生。其机制是极化激元具有适当的能级，使激子克服电子-空穴吸引引起的高库仑势垒。此外，我们提出，具有相似能量的极化激元态和暗态之间的二次杂化使得能够形成具有光学活性的混合电荷分离态。这两种机制导致在短时间尺度上自由载流子生成的最大50%增强。然而，我们的模拟表明，在皮秒的较长时间尺度上，内部转换和腔损耗占主导地位，抑制自由载流子的产生，再现了实验结果。因此，我们的工作表明，极化激元可以影响电荷分离机制，并促进自由载流子产生效率，但主要是在光激发后的短时间尺度。
2022-10-03 physics.chem-ph quant-ph
