Entanglement dynamics of two independent Jaynes-Cummings atoms without rotating-wave approximation
用数值精确方法研究了非行波近似下两个独立Jaynes-Cummings原子的纠缠演化。在强耦合区（$g\ge 0.1$）中，RWA中的先前结果基本上被修改，这在最近的关于耦合到LC谐振器的通量量子比特的实验中已经达到。对于具有反关联自旋的初始Bell态，纠缠猝死（ESD）在RWA中是不存在的，但在没有RWA的数值计算中却出现了。在强耦合区观察到了非周期纠缠演化。强的原子-腔耦合有利于ESD。在强耦合情况下，失谐量的符号对纠缠演化起着至关重要的作用，而在RWA中，失谐量的符号与纠缠演化无关。给出了一个基于酉变换的分析结果，该结果不能从本质上改变RWA图像。这表明，光子的激活可能是ESD的起源。目前的理论结果可以应用到最近的实验中实现的人工原子。
2010-08-18 quant-ph
Open Quantum System Stochastic Dynamics and the Rotating Wave Approximation
研究了两能级量子系统与随机磁场和单频电磁场相互作用过程中的随机动力学行为。如果随机场在横向上有非零分量，则到旋转坐标系的变换与随机哈密顿量不对易。因此，进行RWA修改了哈密顿量中的随机项。在主方程方法中也需要修改衰减项（即，Liouville-von Neumann密度矩阵方程）。对于各向同性高斯白噪声，RWA动力学仍然是马尔可夫的，虽然Lindblad项的主方程的密度矩阵成为时间依赖性时，RWA变换和噪声哈密顿量的非交换是适当的占。我们还治疗Ornstein-乌伦贝克噪声，并发现，在对比白噪声的情况下，一个显着的差异，在动态计算与RWA时，考虑到非换向的RWA变换和噪声哈密顿量。这些发现适用于任何耦合到电磁场的开放量子系统的建模。
2014-12-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Lower ground state due to counter-rotating wave interaction in trapped ion system
本文考虑在两束激光行波辐射下，单离子被限制在阱中。在强激发区，不受Lamb-Dicke极限的限制，系统的哈密顿量类似于不采用旋波近似的Jaynes-Cummings模型。我们开发的方法，使我们能够提出一个完整的本征解，这使得它可以与RWA下的解决方案进行比较。我们发现，在我们的非RWA解决方案的基态的能量低于对应的RWA下。如果离子处于基态，它等价于作用在被俘获离子上的自旋相关力。讨论了有无RWA解之间的差异、相关的实验验证以及在量子信息处理中的可能应用。
2007-04-02 quant-ph
Validity of rotating wave approximation in non-adiabatic holonomic quantum computation
我们检验了旋转波近似（RWA）在非绝热完整单量子比特门中的有效性[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]。我们证明，采用RWA可能会导致急剧下降的保真度快速门的实施和小能量之间的分离的激发态和计算态。研究了RWA在超导量子比特的非绝热完整量子计算的最近实验实现[Nature（London）{ \bf 496}，482（2013）]中的有效性。
2013-11-21 quant-ph
Absence of Vacuum Induced Berry Phases without the Rotating Wave Approximation in Cavity QED
我们回顾了早期的研究贝里阶段建议出现在某些腔QED设置。特别指出，即使在没有腔光子的情况下，也可以实现非平凡的几何相位。然而，我们表明，这样的结果取决于强加的{ \it旋转波近似}（RWA），而没有RWA没有贝里相位发生在这些计划。我们的结果的几何解释是通过引入半经典的能量表面，以一种简单的方式带来了相空间动力学。随着RWA，表面之间的圆锥形相交出现，并环绕它产生贝里相。如果没有RWA，则不存在圆锥相交，因此Berry相位消失。据信，这是第一个例子，展示了如何在Jaynes-Cummings模型中应用RWA可能会导致错误的结论，而不管系统参数之间的相互强度。
2012-01-23 cond-mat.other quant-ph
Coupled modes locally interacting with qubits: critical assessment of the rotating wave approximation
量子比特与电磁场的量子化模式的相互作用已经在量子光学文献中在旋转波近似（RWA）下得到了很大程度的解决，其中量子比特模式相互作用图像哈密顿量中的快速振荡项可以忽略不计。同时，人们普遍认为，如果相互作用足够强或持续很长时间，RWA往往会错误地描述物理现象。在这项工作中，我们扩展的RWA的有效性的调查，以一个更复杂的设置，其中两个量子比特模式子系统带来的相互作用，通过他们的谐波坐标。我们的治疗是所有的分析感谢一系列精心选择的酉变换，使我们能够对角化的内和外的RWA的哈密顿。通过考虑量子比特退相，我们发现两个量子比特态的纯度呈现出非马尔可夫特征，随着模式之间的耦合变得更强，RWA失去了它的有效性。在相同的状态下，量子比特之间的纠缠会快速产生，这在RWA下也没有正确描述。这里提出的设置和结果清楚地表明了RWA在一个适合于精确描述和没有数值不确定性的场景中的局限性。因此，它可能是感兴趣的社区工作与腔或电路量子电动力学系统在强耦合制度。
2017-06-05 quant-ph
Conditions for Time-Independence of N-level Systems under the Rotating Wave Approximation (RWA) and Dipole Selection Rules
University of Toronto（多伦多大学）
研究N级系统在旋转波近似和偶极选择规则下时间独立性的条件，通过分析不同四级和五级系统得出只有单个奇偶性能级的系统可实现时间独立，其他系统需满足激光调谐条件。
2025-10-14 quant-ph
Sideband transitions in a two-mode Josephson circuit driven beyond the rotating wave approximation
在时间上周期性地驱动量子系统在量子态的相干控制中起着至关重要的作用。旋波近似（RWA）是研究弱场和近共振场的一种很好的近似方法。然而，这些实验有时需要大的失谐和强驱动场，RWA可能不成立。在这项工作中，我们的实验，数值模拟和分析探讨强驱动的双模约瑟夫森电路的制度，强驱动和大失谐。具体地，我们研究了分束器和双模压缩的两个模式之间的相互作用引起的驱动双光子边带跃迁。使用数值模拟，我们观察到，RWA是无法正确地捕捉边带跃迁率的幅度。我们验证了这一发现使用的分析模型，是基于微扰校正。我们发现，在研究的制度中的RWA的故障不会导致定性不同的动力学，但给出了相同的结果，在较高的驱动强度的RWA理论，提高耦合率相比，人们会预测。这是一个有趣的结果相比，载流子跃迁的情况下，在击穿的RWA的结果在定性不同的时间演化的量子态。我们的工作提供了一个洞察的时间周期性驱动的系统的行为超越RWA。我们还提供了一个强大的理论框架，包括这些发现在电路量子电动力学的量子协议的计算和校准。
2021-06-23 quant-ph
Integral representation of finite temperature non-Markovian evolution of some RWA systems
在旋波近似下，引入了有限温度下自旋玻色子的单粒子和零粒子限制的Friedrichs模型，得到了该模型的激发态布居.在旋波近似下，我们还考虑了与玻色热浴相互作用的振子，得到了该振子的平均激发数动力学。这两种解决方案表示的零温度的解决方案与相应的关联函数的积分。
2020-03-31 quant-ph
Quantum integrable multi atom matter-radiation models with and without rotating wave approximation
构造了新的可积多原子物质辐射模型，并利用代数Bethe变换精确求解了旋转波近似（RWA）和非旋转波近似（RWA）下的多原子物质辐射模型。通过祖先模型方法统一生成具有RWA的模型。理性的情况下产生的标准类型的物质辐射模型，而三角的情况下对应于它们的q-变形。在Gaudin极限和高自旋极限下，从椭圆情形得到了不带RWA的模型。
2004-09-17 cond-mat.stat-mech nlin.SI quant-ph
Taming the Rotating Wave Approximation
本文研究了量子拉比模型中旋转波近似（RWA）的适用边界，开发了严格的非微扰边界，发现其不仅依赖耦合强度与振荡器频率之比，还依赖初始状态平均光子数，为满足可扩展量子技术的精度需求提供了理论依据。
2024-02-14 math-ph math.MP quant-ph
Coarse-Graining Can Beat the Rotating Wave Approximation in Quantum Markovian Master Equations
我们提出了一个第一性原理推导的马尔可夫半群主方程没有调用旋转波近似（RWA）。相反，我们使用时间粗粒度方法，这给我们留下了一个自由的时间尺度参数，我们可以优化它。将这种方法与标准的基于RWA的马尔可夫主方程进行比较，我们发现，对于耦合到振荡器浴的三能级模型，使用粗粒度方法可以实现更好的一致性，我们可以在零温度下求解其精确动力学。该模型的一个重要特征是RWA对种群的动态有重要影响。我们发现，即使对于这样一个简单的模型，两个不同的主方程可以表现出很强的定性差异的人口的能量本征态。基于RWA的主方程错过了一个重要的功能，基于粗粒度的计划没有。通过优化粗粒度的时间尺度，后者计划可以更接近精确解比RWA为基础的主方程。
2013-03-26 quant-ph
The vacuum induced Berry phase beyond rotating-wave approximation
针对自旋为1/2的粒子与量子化辐射场相互作用过程中产生的真空感生Berry相，在行波近似（RWA）下，我们提出了完全不同的处理方法，即在RWA之外对真空感生Berry相进行全量子力学处理，给出了VIBP的新定义，指出RWA的有效性不仅与能量守恒和特性比较有关，参数，但也更微妙的物理，如几何性质的状态演变。我们的结果是概念上的重要性，也是显着的相关量子信息处理。
2012-02-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Discrimination of Coherent States via Atom-Field Interaction without Rotation Wave Approximation
该研究针对量子信息处理中的相干态判别问题，采用无旋转波近似的Jaynes-Cummings模型实现场与辅助量子位相互作用，发现非RWA项可降低最小失败概率、增强判别效果，且明确态判别方案更优、能节省资源成本。
2023-06-09 quant-ph
Quantifying the breakdown of the rotating-wave approximation in single-photon superradiance
我们定量地研究了量子发射体计算集体光发射时，特别是在弱激发极限下，行波近似的崩溃。我们的出发点是一个已知的多重散射形式主义，其中完整的光-物质相互作用导致诱导的发射极间的相互作用所描述的经典格林函数的非均匀介电介质。然而，当在光-物质相互作用中进行RWA时，这些诱导的相互作用不同于经典的格林函数，对于自由空间，我们发现原子间相互作用强度减少了两倍。相比之下，对于相应的标量模型，发射极间相互作用的相对RWA误差甚至在近场发散。对于两个相同的发射器，由于RWA在集体光发射中的误差将在发射光谱中出现，但不在次辐射和超辐射衰减率中出现。在两个不相同的发射器的情况下，通过进行RWA，集体发射率也将不同。对于三个或三个以上相同的发射体，原子间相互作用中的RWA误差通常会影响集体发射光谱和集体衰变率。具有离散旋转对称性的环构型是一个有趣的例外。有趣的是，在集体衰减率的最大误差，由于使RWA不发生在极端近场限制。
2021-12-09 physics.optics quant-ph
Enhanced-Fidelity Ultrafast Geometric Quantum Computation Using Strong Classical Drives
我们提出了一种通用的方法来实现非绝热几何单和双量子比特门超越旋转波近似（RWA）。该协议与以前的RWA协议中使用的最优控制方法兼容;因此，它与RWA协议一样鲁棒（甚至比RWA协议更鲁棒）。使用反向旋转效应使我们能够应用强大的驱动器。因此，与用于实现高保真（$\geq 99.99\%$）门的RWA对应物相比，我们可以将门速度提高5- 10倍。这样的超快演化（纳秒，甚至皮秒）显著地降低了退相干的影响（例如，量子位耗散和失相）。此外，由于反向旋转效应不再引起栅极不稳定性（在弱驱动和强驱动机制中），因此与RWA协议相比，我们可以实现更高的保真度。因此，在存在退相干的情况下，人们可以实现具有$\geq 99\%$并行性的超快几何量子门。
2022-12-21 quant-ph
Rotating wave approximation and renormalized perturbation theory
本研究针对二能级系统量子动力学中的旋转波近似（RWA），利用重整化群渐近分析方法推导其修正项，在Rabi与Jaynes-Cummings模型中验证了解析结果与数值计算的一致性，完善了RWA的精度。
2023-11-05 physics.optics quant-ph
Fast control of semiconductor qubits beyond the rotating-wave approximation
我们提出了一个理论研究的单量子比特操作的振荡场在各种半导体平台上。我们明确地展示了如何通过超越普遍使用的旋转波近似（RWA）制度，同时仅使用两个正弦脉冲来执行更快的门操作。不需要复杂的脉冲整形或最佳控制序列。我们首先表明，具体公布的实验有多少误差是目前所产生的实施脉冲设计使用标准RWA。然后，我们表明，即使是适度的增加门速度将导致问题，在使用RWA的单重态-三重态（ST）和共振交换（RX）量子位的门设计。我们讨论在何种程度上保持较高的订单分析微扰理论将解决这个问题。更引人注目的是，我们给出了一个新的处方门控强耦合远远超出RWA制度。我们对两个连续脉冲的相位和持续时间进行了数值计算，以实现耦合强度高达量子比特分裂数倍的关键Hadamard和$\fracπ{8}$门。在这种明显的非RWA状态下工作，门操作速度提高了两到三个数量级。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generalized rotating-wave approximation for the quantum Rabi model with optomechanical interaction
研究了腔场模与端面镜振动模通过辐射压相互作用以及腔场模与二能级原子通过电偶极相互作用的混合腔光机系统的能量谱和本征态。基于量子拉比模型超越行波近似（RWA）的近似思想，我们实现了所谓的广义RWA（GRWA）来对角化任意大耦合的三重哈密顿量.值得注意的是，GRWA方法仍然允许以二分形式重写混合哈密顿量，就像拉比模型一样，通过重新参数化的耦合强度和拉比频率将修饰的原子场态（极化激元）耦合到机械模式。我们发现了一个更准确的能谱的原子-光子和光子-声子耦合的值范围很广，相比RWA的结果。计算了数值本征态与近似本征态之间的保真度。本征态的极化激元-声子纠缠度随着原子-光子耦合的变化呈现非单调的变化，与RWA处理中的特征单调增加相反。
2023-03-28 quant-ph
Fixing the rotating-wave approximation for strongly-detuned quantum oscillators
周期性驱动的振荡器通常在与驱动器同向旋转的框架中使用行波近似（RWA）来描述。然而，已知这种描述会引起非谐振驱动的误差。在这里，我们表明，标准的量子描述，使用创建和湮灭的粒子与振荡器的固有频率，必然会导致不正确的结果时，结合RWA。我们证明了这一点上的简谐振子，并提出了一个替代运营商的基础上，调和RWA与非共振驱动。该方法也适用于更复杂的模型，其中它解释了已知的差异。作为一个例子，我们证明了我们的方案的优势，对受驱动的量子Duffing振子。
2022-02-26 nlin.PS physics.optics quant-ph
Sharp tunneling peaks in a parametric oscillator: quantum resonances missing in the rotating wave approximation
本文描述了弱非线性参变调制振子两个周期振动态之间隧穿的一种新机制。隧穿的结果从共振跃迁引起的快速振荡项通常忽略在旋转波近似（RWA）。隧穿振幅显示作为调制频率的函数的共振峰;在最大值附近，它是指数大于RWA隧穿振幅。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-Fidelity CZ Gates in Double Quantum Dot -- Circuit QED Systems Beyond the Rotating-Wave Approximation
本文超越旋转波近似，研究双量子点自旋与电荷量子比特的CZ门保真度，提出一种含时项更少的电荷量子比特参数驱动方案，证明其优于自旋方案，并揭示驱动幅度对高保真操作的关键作用。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian dynamics of open quantum systems without rotating wave approximation
研究了一类阻尼振子与水库耦合系统的非马尔可夫动力学。我们提出了精确的公式，振子的演化直接从BCH公式的级数展开既没有马尔可夫也没有旋转波近似（RWA）。在此基础上，我们证明了阻尼振子系统演化的非马尔可夫特征的存在性。通过数值模拟，我们发现在很宽的耦合强度范围内，即使耦合强度很小，非马尔可夫特征也存在。对于这个问题，现有技术的结果假设RWA，并且当系统-储层耦合足够强时发现非马尔可夫特征的存在。然而，正如我们所展示的，给定如此强的耦合，没有RWA的原始哈密顿量实际上不是物理的。因此，我们在这里的研究已经彻底结束了非马尔可夫特征的问题。
2014-07-22 quant-ph
The limits of the rotating wave approximation in the electromagnetic field propagation in a cavity
在原子与辐射相互作用的旋波近似下，考虑了一维腔体内三个二能级原子与电磁场的相互作用。三个原子中的一个最初处于激发态，另外两个处于它们的基态。数值计算了受激原子自发辐射场与第二个原子散射场的传播过程，以及第二个原子和第三个原子的激发几率。从原子与光场相互作用中的相对论因果关系的角度对所得结果进行了分析。我们表明，当使用RWA，相对论因果关系，只有当在现场频率的积分扩展到$-\infty$，相反，非因果的尾巴仍然存在，即使场模式的数量增加。这清楚地表明了RWA在处理诸如原子-场相互作用中的相对论因果关系等微妙问题时的局限性。
2005-12-18 quant-ph
Spectral and dynamical validity of the rotating-wave approximation in the quantum and semiclassical Rabi models
本文重新评估量子Rabi模型中旋转波近似（RWA）的有效性，指出以固定比值定义超强耦合不充分，并通过相干态动力学数值计算证明谱有效性不等于动力学有效性。
2024-03-26 quant-ph
Experimental simulation of quantum temporal steering beyond rotating-wave approximation
描述开放系统的动力学通常从微扰理论开始，并涉及各种近似，如玻恩近似、马尔可夫近似和行波近似（RWA）。然而，近似方法可能会引入或多或少的不完整性，在描述浴行为。在这里，我们考虑一个量子信道，它是由一个量子比特（一个两能级系统）与玻色子浴相互作用建模的。与传统的作品，我们实验模拟的系统浴相互作用，而不适用玻恩，马尔可夫，和行波近似。据我们所知，这是第一个实验模拟的量子信道没有任何上述近似，通过使用线性光学器件。这些结果不仅揭示了反向旋转项的影响，而且更准确地描述了量子信道的动力学过程。此外，我们实验研究了量子时间操纵（TS）的动力学，即，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向的时间模拟。实验和理论结果吻合良好，并表明反向旋转项显着影响TS动力学。当一个人将TS与密码协议的安全性单配地关联时（例如，BB84），我们的实验测试表明，基于RWA的信道将提供夸大的安全持续时间，而他们实际上是不安全的非RWA信道的情况下。这意味着进行RWA可能会对量子密钥分发的安全性造成风险。我们的研究结果有望在安全量子通信和未来有趣的TS研究中有有用的应用。
2017-04-01 quant-ph
Effects of counterrotating interaction on driven tunneling dynamics: coherent destruction of tunneling and Bloch-Siegert shift
本文采用反转杂化旋转波方法（CHRW）研究了受驱动二能级系统（经典Rabi模型）的动力学行为。CHRW是一种基于带参数$ξ$的幺正变换的简单方法。这种方法超越了传统的行波近似（Rabi-RWA），更重要的是，仍然是RWA形式的重整化隧道强度和修改的驱动强度。重新制定的旋转波方法不仅具有相同的数学简单的拉比RWA，但也允许我们探讨的影响，反向旋转（CR）组件。我们专注于非共振的情况下，拉比RWA方法故障的属性。在较宽的参数范围内比较了不同RWA格式和数值精确方法的结果，结果表明CHRW方法给出了与数值方法一致的精确驱动动力学。此外，其他RWA方法出现的CHRW方法的各种限制情况。CHRW方法通过隧穿相干破坏和Bloch-Siegert位移清晰地揭示了CR项的影响。我们的主要结果如下：（i）明确给出了隧穿相干破坏的动力学，阐明了其对$Δ$的依赖性，定量上与精确结果一致;（ii）解析计算了CR调制Rabi频率和Bloch-Siegert位移，直到四阶都与精确结果相同;（iii）给出了不同RWA方法参数域的有效性，并对这些方法的动力学特性进行了比较。由于CHRW方法在数学上简单，易于处理，物理上清晰，它可以扩展到一些复杂的问题，这是很难做数值研究。
2018-03-24 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Rotating Wave Approximation of the Law's Effective Hamiltonian on the Dynamical Casimir Effect
本文讨论了腔中动力学Casimir效应的Law有效哈密顿量，并通过一种旋波近似（RWA），构造了一般情况下含时薛定谔方程的解析近似解。据我们所知，这是最好的解析近似解。
2013-05-08 math-ph math.MP quant-ph
Shortcuts to adiabaticity in non-Hermitian quantum systems without rotating-wave approximation
绝热性捷径（STA）技术因其在量子信息处理和量子控制中的潜在应用而受到广泛关注。然而，迄今为止发表的大多数研究都只集中在厄米特系统下的行波近似（RWA）。在本文中，我们提出了一种改进的STA技术，实现人口转移的非厄米特系统没有RWA。我们制定了一个精确的表达式的控制功能和目前的例子组成的两个和三个能级系统的衰变来展示的理论。结果表明，这里提出的STA技术是强大的快速通道。我们还发现衰变对三能级系统中的布居转移影响很小。为了更好地揭示这一结果背后的物理机制，我们将量子三能级系统简化为具有大失谐量的有效二能级系统。研究了有效二能级系统的STA技术。因此，我们的方法可以在非厄米特系统中实现高保真的人口转移，即使没有RWA。
2017-10-14 quant-ph
Does the Berry phase in a quantum optical system originate from the rotating wave approximation
量子化光场中的Berry相位（BP）在十多年前被证明（Phys. Rev. Lett. 89，220404），因为它在腔量子电动力学中起着重要的作用而引起了人们的广泛关注。然而，它是在最近的一篇论文（物理学评论快报。108，033601），这样的BP只是由于旋转波近似（RWA）和相关的BP应该消失超过这个近似。基于一致的分析，我们在这封信中得出结论，BP在一个通用的拉比模型实际上是存在的，无论是否应用RWA。将BP的存在性推广到量子化腔场中的三能级原子。
2015-02-13 quant-ph
Photon-assisted Landau-Zener transition: Role of coherent superposition states
本文研究了当偏置能量随时间线性变化时，耦合到光子模的量子二能级系统的Landau-Zener跃迁过程。光子场的初始态被假定为相干态的叠加，导致更复杂的LZ跃迁。应用行波近似（RWA），得到的解析结果揭示了增加的平均光子数的LZ概率的增强。我们还考虑了LZ过程中纠缠的产生和光子统计的变化。在没有RWA的情况下，我们发现LZ动力学与RWA结果的一些定性差异，例如，平均光子数不再单调地增强LZ概率。这些结果的后果和影响进行了探讨。
2012-07-20 quant-ph
Few-cycle excitation of atomic coherence: A closed-form analytical solution beyond the rotating-wave approximation
由于旋转波近似（RWA）的失效，发展超短激光脉冲驱动下原子相干性的解析理论已被证明是具有挑战性的。在本文中，我们提出了一个近似的，封闭形式的解决方案薛定谔方程，描述了一个二能级原子的激发下的远共振，几个周期的脉冲的任意形状，而不调用RWA。作为其适用性的一个例子，明确给出了高斯脉冲的解析解。与数值解的比较验证了我们的解决方案的精度范围内的近似。最后，我们概述了一种替代方法，可以通过捕获系统的非线性行为，得到更准确的解决方案。
2021-11-27 physics.optics quant-ph
Invariant-based pulse design for three-level systems without the rotating-wave approximation
提出了一种基于Lewis-Riesenfeld不变量理论的三能级系统驱动脉冲的逆向工程设计方案。该方案可以应用于一个三能级系统，即使在不能使用行波近似（RWA）。通过调节控制参数，可以很容易地控制系统中脉冲的幅值和失谐量的最大值。我们通过一个不变算子来分析系统的动力学，因此不需要额外的耦合。此外，还研究了避免脉冲奇异性的方法，得到了一些有用的结果。我们希望该方案能为无RWA的快速量子信息处理做出贡献。
2017-05-24 quant-ph
Series solution to the laser-ion interaction in a Raman-type configuration
在不考虑旋波近似（RWA）和Lamb-Dicke极限及弱激发条件的限制下，用级数解研究了囚禁超冷离子与两束行波激光的Raman相互作用.将我们的解与RWA下的解进行了比较，证明了RWA的有效区域。作为一个实际的例子，薛定谔猫态的制备与我们的解决方案提出了超出弱激发制度。
2001-11-07 quant-ph
Single-Qubit Gates Beyond the Rotating-Wave Approximation for Strongly Anharmonic Low-Frequency Qubits
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；University of Bristol（布里斯托大学）；Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织）
本研究提出修正驱动脉冲以减少反向旋转项影响，实现强非谐低频量子比特的快速高保真单量子比特门。
2025-03-11 quant-ph
Analytical solutions and genuine multipartite entanglement of the three-qubit Dicke model
我们提出了三个量子比特和单模腔耦合系统的解析解超越了驻波近似（RWA）。零阶近似给出了当量子比特远离腔体失谐时的正确解。一阶近似，称为广义行波近似（GRWA），产生了一个有效的可解哈密顿量，其形式与普通RWA哈密顿量相同，并且即使在共振情况下，其能级也比RWA有很大的提高.基于这些解析本征解，我们研究了两体纠缠和真正的多体纠缠。用GRWA计算的并发和GME的动力学与数值计算的结果一致。有趣的是，众所周知的纠缠突然死亡发生在二体纠缠动力学中，而不是在GME动力学中。
2016-07-13 quant-ph
Dark state with counter-rotating dissipative channels
暗态是不同量子态之间相互干涉的结果，在芯片级原子钟和量子信息等领域具有重要意义。对于$Λ$型三能级系统，这种暗态通常被认为是无耗散的，因为它是两个最低态的叠加，它们之间没有偶极跃迁。然而，以往的研究都是基于行波近似（RWA），忽略了系统与环境相互作用中的反旋项。本文研究了耦合到两个玻色子浴中的$Λ$型三能级系统暗态的非马尔可夫量子动力学，揭示了反转项对暗态的影响。与RWA内的暗状态相反，由于这些反向旋转项，即使在零温度下也会发生暗状态的泄漏。此外，我们还提出了一种通过对系统施加泄漏消除算符来恢复暗态的量子相干性的方法。
2017-06-05 quant-ph
A simple fourth order propagator based on the Magnus expansion in the Liouville space: Application to a $Λ$-system and assessment of the rotating wave approximation
Queens College, City University of New York（纽约市立大学皇后学院）；Graduate Center of the City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）
本文提出基于Magnus展开的四阶传播算子，应用于Λ系统并评估旋转波近似在不同场强下的性能。
2026-01-31 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Quantum anti-Zeno effect without rotating wave approximation
本文系统地研究了二能级系统在环境和连续测量影响下的自发衰变现象。为了澄清关于量子芝诺效应（QZE）和量子反芝诺效应（QAZE）的一些公认的结论，我们在获得有效哈密顿量时没有使用旋转波近似（RWA）。我们检查各种光谱分布，利用我们目前的方法与其他方法相比。研究发现，对于裸激发态，即使没有RWA，在某些情况下，QAZE仍然会发生，例如，氢原子的相互作用光谱但是对于物理激发态，即原子态的重整化修饰态，QZE消失，只剩下QZE。这些发现不可避免地表明，随着测量间隔的变化，从QZE过渡到QAZE。
2010-04-19 quant-ph
Bias-modulated dynamics of a strongly driven two-level system
利用反向旋转杂化光波（CHRW）方法研究了强驱动二能级系统的偏压调制动力学。该方法通过一个含有两个参数$ξ$和$ζ$的幺正变换，将驱动场和偏压同等对待，并且在驱动强度、隧穿幅度和偏压方面都是无微扰的。此外，CHRW方法超越了传统的RWA方法，通过适当地选择$ξ$和$ζ$两个参数，可以得到具有重整化能量分裂和重整化驱动强度的RWA形式.重新制定的CHRW方法具有相同的数学简单性的拉比RWA方法，从而使我们能够计算分析的动态和探索明确的影响的偏见。我们表明，CHRW方法给出了准确的驱动动力学的参数范围很广的数值精确的结果相比。当驱动的能量尺度与二能级系统的本征能量尺度相当时，反向旋转相互作用和静态偏置深刻地影响广义拉比频率。在这种情况下，普通的扰动方法失败，CHRW工作得很好，效率很高。我们还证明了系统的动力学在强驱动和非共振的情况下，拉比-RWA方法故障，但CHRW方法仍然有效。我们得到了广义拉比频率和偏置调制的布洛赫-西格特位移的偏置，隧道和驱动场参数的函数的解析表达式。CHRW方法是一种数学上简单、物理上清晰的方法。它可以应用于处理一些复杂的问题，数值研究是很难执行。
2016-02-14 quant-ph
Non-Markovian dynamics of mixed-state geometric phase of dissipative qubits
研究了耦合到具有洛伦兹谱密度的玻色子库中的二能级原子（量子比特）的几何相位，发现在非马尔可夫动力学中，若采用行波近似（RWA），几何相位在节点处存在$π$ -相位跳跃.然而，用分层运动方程方法给出的不含RWA的精确结果表明，在几何相中不存在这种相跳或节结结构。因此，我们的结果表明，在某些情况下，反旋转项显着贡献的几何相位多模哈密顿量。
2014-12-17 quant-ph
Breakdown of the rotating-wave approximation in entanglement description of spin anti-correlated states
已经确定的是，在具有相关自旋的两量子比特系统的Bell态中编码的纠缠表现出与在具有反相关自旋的态中编码的纠缠完全不同的演化性质。对于自旋关联态，纠缠会突然完全消失，称为纠缠猝死，而对于自旋反关联态，纠缠的演化没有任何间断或渐近衰减。我们考虑了自旋反关联态中初始纠缠的演化，并证明了在弱耦合极限下，量子比特与场的相互作用哈密顿量采用行波近似（RWA）时，上述的渐近行为才发生.如果我们不局限于RWA，我们发现纠缠经历了一个不连续性，即突然死亡现象。我们用一个有效的方案来描述单模腔中两个冷原子之间的纠缠演化。虽然系统中最初只存在一个单激发态，但我们发现双光子激发态在很短的演化时间内就获得了布居，它对纠缠态的不连续性起着关键作用.当对相互作用进行RWA时，双光子激发态始终保持未布居，不存在不连续性。我们将这一现象归因于演化时间与能量之间的互补原理以及相互作用哈密顿量中的反旋项的存在。
2009-05-01 quant-ph
Superconducting Phase Qubit Coupled to a Nanomechanical Resonator: Beyond the Rotating-Wave Approximation
我们考虑一个简单的约瑟夫森结相位量子比特耦合到一个固态纳米机电谐振器的模型。这个模型和许多相关的量子比特谐振器模型类似于电磁腔中的原子。当系统是弱耦合和近共振时，动力学可以用量子光学的行波近似（RWA）或Jaynes-Cummings模型精确描述。然而，开发更快的量子信息处理协议的愿望需要近似的，但分析的描述是有效的更强耦合的量子位谐振器系统。在这里，我们提出了一个简单的理论技术，使用的基础上的修饰状态，微扰帐户的领导阶修正的RWA。通过与精确数值结果的比较，我们证明了该方法在中等强耦合下的精确性，为描述快速量子信息处理提供了一个有用的理论工具。该方法适用于任何与谐振子或单模玻色子场线性耦合的量子二能级系统。
2004-07-15 quant-ph
Strong driving of a single spin using arbitrarily polarized fields
当量子二能级系统被一个振幅大于或等于系统态之间能量分裂的外场驱动时，就会出现强驱动机制，并且通常与旋转波近似（RWA）的破缺相一致。我们报道了一个实验研究，其中一个单一的氮空位（NV）中心在金刚石的自旋强烈驱动与微波（MW）场的任意极化。我们测量NV中心自旋动力学超出RWA，并表征这种技术的局限性，用于产生高保真度量子门。使用圆极化MW场，NV自旋可以在其旋转坐标系中被谐波驱动，而不管场的振幅如何，从而允许围绕任意轴旋转。我们的方法可以有效地消除量子感知方案中的RWA限制，并有助于增加QIP协议中的操作数量。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantifying the rotating-wave approximation of the Dicke model
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本文通过分析方法，对迪克模型的旋转波近似有效性进行了非微扰界限分析，探讨了模型参数对界限的影响，并通过数值结果验证了初始态总角动量的非平凡依赖性。
2025-08-07 math-ph math.MP quant-ph
Exact Entanglement Dynamics Beyond the Rotating Wave Approximation
两个远程量子比特的纠缠动力学分析研究。量子比特与独立的谐振子在Jaynes-Cummings哈密顿量的理想化简并极限中任意强烈地相互作用。与众所周知的非简并RWA结果相反，研究表明理想简并量子位不能在其伙伴振子之间产生二分纠缠。
2011-05-13 physics.atom-ph quant-ph
Ramsey Interferometry based on stimulated Brillouin scattering
实现高灵敏度的干涉测量对于精确观测量子特性至关重要。本文研究了回音壁谐振腔中的两种Ramsey干涉条纹，其中相干声子可以通过受激布里渊散射实现自由演化。这两种不同的条纹分别出现在旋转波近似（RWA）和反RWA的制度。我们的工作特别表明，反RWA Ramsey干涉采取了一些量子特性的压缩，这增强了条纹的强度和可见性，并显示出对系统的衰减的鲁棒性。在应用上，我们的建议，与目前的实验室技术可行，提供了一个实用的想法，建立更好的量子干涉仪。
2018-03-09 physics.optics quant-ph
Tavis-Cummings model beyond the rotating wave approximation: Quasi-degenerate qubits
将多个量子比特与共振子模相互作用的Tavis-Cummings模型推广到旋转波近似（RWA）之外。我们探索的参数制度中的量子比特的频率远小于振荡器的频率和耦合强度被允许是超强的。由Irish等人（Phys. Rev. B \textbf{72}，195410（2005））引入的绝热近似对于单量子比特系统的应用被扩展到多量子比特的情况。对于一个两量子比特系统，我们确定了三态流形的密切说谎的穿着能级，并获得结果的动力学流形内的过渡是不兼容的结果从熟悉的制度的RWA。我们展示了不同于单量子比特情况的双量子比特动力学的特征，包括量子比特-量子比特纠缠的计算。数态和相干态的准备被认为是，我们推导出的解析公式，简化了数值计算的解释。导出了粒子数和纠缠态的个体崩溃和复苏信号的表达式。
2012-03-09 quant-ph
Symmetric Rotating Wave Approximation for the Generalized Single-Mode Spin-Boson System
单模自旋玻色子模型表现出的行为不包括在旋转波近似（RWA）在超和深强耦合制度，其中反旋转的贡献变得重要。我们引入了一种对称旋转波近似，该近似同等对待旋转项和反向旋转项，保留了Hamilton量相对于其参数的不变性，并再现了原始旋转波近似中不存在的自旋玻色子谱的几个定性特征。共振和深强耦合。对称旋转波近似允许治疗某些超和深强耦合制度，具有类似的精度和数学简单性的RWA在弱耦合制度。此外，我们对称化的旋转波近似的广义形式，以获得相同的定性对应，除了改进的定量协议与精确的数值结果。如果需要，该方法很容易扩展到更高的准确度。最后，我们引入了双光子拉比哈密顿量的双光子宇称算符，得到了它的广义对称旋波近似。这个算符的存在揭示了一种类似于拉比哈密顿量的宇称对称性，以及另一种双光子情况下特有的对称性，提供了对双光子光谱数学结构的洞察，显着简化了数值，并揭示了一些有趣的动力学性质。
2011-09-07 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Dissipative dynamics of quantum correlations in the strong-coupling regime
利用Lindblad型量子光学主方程[F. Beaudoin，J.M. Gambetta，A. Blais，Phys.Rev.A { \bf 84}，043832（2011）]，其可以描述强原子-场耦合机制中的腔场损耗。与以前在耗散区用标准Lindblad量子光学主方程研究强耦合区的相同模型相反，我们发现原子-场稳态与腔衰减率无关，并且具有一个非常简单的结构，仅由初始原子态与次辐射态的重叠决定，这对所有耦合区都有效.非RWA动力学对稳态量子不和谐和纠缠有着显著的影响，这是在RWA条件下无法实现的，例如，即使对于与次辐射态没有重叠的初态，非RWA动力学也能诱导出稳态纠缠.此外，与RWA情形相反，非RWA动力学可以逆转稳态纠缠和量子不协调的初始状态依赖性。
2013-03-03 quant-ph
PULSUS: Direct Frequency-Domain Multidimensional Spectroscopy Beyond the Impulsive Rotating-Wave Approximation
University of Houston（休斯顿大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）
PULSUS是超越脉冲旋转波近似的直接频域多维光谱学框架，通过Liouvillian预解式等实现计算，经基准验证，可分离近似误差，揭示脉冲-RWA误差非单调特性，为光谱解释提供工具。
2026-10-15 quant-ph
Absence of collapse in quantum Rabi oscillations
我们分析表明，在旋转波近似（RWA）下，原子-腔耦合系统布居动力学的崩溃和复兴仅在非常弱的耦合下有效，随着原子-腔耦合的增加，崩溃和复兴是一种假象。由于具有相同原子量子数的两个能级之间的跃迁产生的固有振荡，即使对RWA的一阶修正也能够使原子布居数反转动力学中不存在崩溃。消除崩溃是有效的耦合强度，这是目前的实验设置访问的范围很广。此外，基于我们的分析结果，大大改善了传统的RWA，甚至强耦合功率谱现在可以解释的帮助下，精确的能级的数值。
2014-11-27 quant-ph
The most generalized analytical approximation to the solution of single-mode spin-boson model without rotating-wave approximation
单模自旋玻色子模型（SMSBM）在物理学的各个领域都有着广泛的应用。在没有行波近似（RWA）的情况下，我们试图解析地求解SMSBM。我们认为，得到的解析表达式是最精确的近似下的Abel-Ruffini定理的假设下，系统的解决方案，它适用于广泛的参数，如耦合强度和失谐，并将是实用的，目前可用的实验。
2009-05-04 quant-ph
Effective Long-distance Interaction from Short-distance Interaction in Periodically Driven One-dimensional Classical System
研究了周期驱动一维系统中多个相互作用粒子的经典动力学。我们证明了在旋转波近似（RWA）下，一个短距离的一维相互作用（$δ$函数或硬核相互作用）变成了一个长距离的二维相互作用，它只依赖于旋转坐标系相空间中的距离. RWA相互作用描述了相互作用对振荡粒子的缓慢变化的振幅和相位的影响，而快速振荡则扮演了力载体的角色，这允许在更大的有效距离上进行相互作用。
2016-03-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
