Screening and enhancement of oscillating electric field in molecules
根据希夫定理，原子电子将原子核与外部静态电场完全屏蔽。然而，如果字段是时间依赖的，则情况并非如此。原子中的电子轨道要么在振荡电场的频率偏离原子共振时保护原子核不受电场的影响，要么在振荡电场的频率接近原子跃迁能时增强振荡电场。在分子中，不仅电子态，而且转动和振动态都负责振荡电场的屏蔽。正如本文所示，由于分子的振转态，分子内部低频场的屏蔽比原子内部弱得多。本文系统地研究了双原子分子内部振荡电场在不同频率范围内的屏蔽，当场的频率是振转或电子跃迁频率的量级时。在共振的情况下，我们表明，微波频率电场可能会提高到六个数量级，由于振转状态。我们还导出了多原子分子中振荡电场的屏蔽和共振增强的一般公式。这些结果可能的应用包括核电偶极矩测量和激光激发核反应。
2018-12-11 hep-ph physics.atom-ph quant-ph
Rotational dynamics of an asymmetric top molecule in parallel electric and non-resonant laser fields
本文对非对称陀螺分子在电场和平行非共振线偏振激光脉冲作用下的转动动力学进行了理论研究。在刚性转子近似下求解了含时薛定谔方程。使用苯甲腈分子为原型，我们调查的实验可访问的场配置的场修饰动力学，并比较这些结果的绝热预测。我们发现，对于一个不对称的顶部分子在平行的领域，形成的摆动双峰和相邻的水平之间避免交叉的非绝热效应的两个主要来源。我们还提供了实现绝热动力学的场参数。
2013-08-01 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Opto-Electrical Cooling of Polar Molecules
我们提出了一个光电冷却计划的基础上，在适当定制的电陷阱领域的西西弗斯型冷却循环的极性分子。耗散是由自发振动衰减在一个封闭的水平计划，发现在包括六个低场寻求振转状态的螺旋形顶部转子。一个通用的陷阱设计。合适的分子被鉴定为具有100 Hz量级的振动衰减速率。对冷却过程的模拟表明，分子温度可以在大约10 s内从1K降至1mK。在此期间，分子保持电捕获，表明超冷制度可以达到实验可行的方案。
2009-10-07 quant-ph
Electric Deflection of Rotating Molecules
本文给出了极性和非极性旋转分子在非均匀静电电场作用下的偏转理论。详细分析了散射分子角分布的彩虹状特征。此外，我们证明，一个可以有效地控制偏转过程的帮助下，短而强的飞秒激光脉冲。特别地，偏转过程可以通过适当的激发来关闭，并且偏转分子的角色散可以显著减小。我们从经典和量子力学两个方面研究了这个问题，考虑了强偏转场对分子转动的影响。在这两种情况下，我们得出了相同的结论。所建议的控制方案铺平了道路，为许多应用程序，涉及分子聚焦，引导，和捕获的非均匀领域。
2010-10-20 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Electric-field-controlled cold dipolar collisions between trapped CH$_3$F molecules
达到高密度是多原子分子冷碰撞实验的关键一步。我们使用冷冻离心机加载多达2个$\times10^7$ CH $_3$ F分子到盒状电阱中，在约350 mK的温度下实现高达10 $^7$/cm $^3$的密度，其中弹性偶极横截面超过7 $\times$ 10 $^{-12}$ cm $^2$。我们测量的非弹性速率常数低于4 $\times$-10 $^{-8}$ cm $^3$/s和控制这些通过调整一个均匀的电场，覆盖了大部分的陷阱体积。与从头计算的比较，偶极弛豫得到了很好的协议。我们的技术和发现是通用的，并立即为其他冷分子碰撞实验相关。
2022-04-26 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Identical particles exchange symmetry and the electric dipole moment in molecules
基于基本对称性，分子不可能有永久的电偶极矩，尽管它在文献中通常用于解释异质和同质分子的不同分子光谱。电偶极旋转和振动光谱确实可以在异质分子中观察到，而在具有相同核的分子中却看不到。我失踪的光谱特征可以解释为一个效果的交换对称性相同的粒子。
2022-11-18 physics.chem-ph quant-ph
Quantum computation with trapped polar molecules
我们提出了一种新的量子计算机的物理实现。量子比特是超冷双原子分子的电偶极矩，沿着或逆着外部电场取向。单个分子保持在1-D陷阱阵列中，具有电场梯度，允许每个位点的光谱寻址。位通过电偶极-偶极相互作用耦合。使用与已经展示的技术类似的技术，这种设计可以合理地导致具有$\gtrsim 10^4$量子比特的量子计算机，其可以在$\sim 5$ s的预期去相干时间内执行$\sim 10^5$ CNOT门。
2001-10-27 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Stereochemical properties of the OH molecule in combined electric and magnetic fields: analytic results
超冷基态OH分子在电场和磁场作用下的立体化学性质是目前研究的热点。例如，最近出现在文献中的相关量，如分子排列和取向，通过使用大基组进行数值计算。在这项工作中，我们最近的精确解的基础上，有效的八维矩阵哈密顿的分子基态，我们提出了解析表达式的立体化学性质的OH。我们的结果只需要解代数方程，同意与上述完全数值计算，提供简单的场几何形状紧凑的表达式，允许随时访问相对未开发的参数空间，并产生直接更高的时刻的分子轴分布。
2015-08-24 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Bell states and entanglement of two-dimensional polar molecules in electric fields
研究了二维旋转的极性分子在静态电场中产生的纠缠。电场调制分子的旋转特性，导致独特的纠缠。用并发度来估计纠缠度。当电场施加方向与分子间方向平行或垂直时，共点呈现两种重叠的特征。这样一个明显的特征对应于所有类贝尔态的共存。Bell态和重叠共存的特性与偶极-场和偶极-偶极相互作用的调制无关。相反，Bell类态在其他场方向上不能共存，反映了非重叠的共存。进一步分析了类钟态的热效应对纠缠的影响。不同的抑制并发发生由于不同的能量结构的两个特定的场方向。
2016-11-30 quant-ph
Resonant collisional shielding of reactive molecules using electric fields
对分子相互作用的完全控制，包括反应损失，将在量子科学中开辟新的前沿。在这里，我们展示了极端的可调谐性的化学反应速率，通过使用外部电场转移激发碰撞通道的超冷分子与初始碰撞通道的简并。在这种情况下，共振偶极相互作用在远距离混合通道，显着改变分子间的潜力。我们准备费米钾铷（KRb）分子在他们的第一个激发旋转状态，并观察到一个三个数量级的调制的化学反应速率，因为我们调整电场强度的百分之几跨越共振。在准二维几何中，我们精确地确定了碰撞的三个最低角动量投影的贡献。利用共振特性，我们屏蔽了分子的损失，并将反应速率抑制在背景值以下一个数量级，实现了极性分子在大电场中的长寿命样品。
2020-09-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
The long mean-life-time-controlled and potentially scalable qubits composed of electric dipolar molecules based on graphene
提出由电偶极分子组成的量子比特，利用简谐振动能级构建量子态并在石墨烯系统中实现大规模制造，激发态寿命寿命达260秒且Rydberg blockade半径约100nm，可操作量子比特达数百万。。
2023-12-10 quant-ph
Pendular trapping conditions for ultracold polar molecules enforced by external electric fields
从理论上研究了外磁场和电场同时作用下，超冷极性分子在光晶格中的囚禁条件。我们的结果是基于一个精确的电子结构计算的极性$^{23}$ Na $^{40}$ K极性分子在其绝对基态结合计算其振转超精细运动。我们发现，电场强度的$5.26(15)$千伏/厘米和这个字段和偏振的光学激光之间的角度$54.7^\circ$导致的陷阱设计为$^{23}$钠$^{40}$ K分子的退相干由于激光强度波动和波动的方向上的偏振保持在最低限度。括号中给出了一个标准差系统和统计不确定度。在这种条件下，用于诱导它们之间的可调谐偶极-偶极相互作用的$v=0$分子的超精细旋转态对经历超稳定的匹配捕获力。
2017-03-10 quant-ph
Long-Lived Ultracold Molecules with Electric and Magnetic Dipole Moments
我们从$^{23}$ Na和$^6$ Li的超冷混合物中创建了三重基态的费米偶极$^{23}$ Na和$^6$ Li分子。利用窄费什巴赫共振和双光子STIRAP转移到三重态基态的磁缔合作用，我们制备了自旋极化态的$3\,{\times}\,10^4$基态分子。我们在一个孤立的分子样品中观察到$4.6\,\text{s}$的寿命，接近$p$波的普遍速率极限。三重态的电子自旋共振光谱被用来确定这个以前未观察到的分子状态的超精细结构。
2018-02-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Highly elastic collisions of ultracold asymmetric top molecules in a static electric field
Department of Physics, Harvard University（哈佛大学物理系）
本文提出对超冷CaNH$_2$不对称陀螺分子施加静电场，利用其K双重态分裂诱导偶极相互作用，使弹性碰撞比损失碰撞高三个数量级，从而为蒸发冷却实现量子简并气体提供可行途径。
2026-09-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Wigner distribution and Boltzmann-Shannon entropy for a diatomic molecule under polarized electric field interaction
研究了双原子分子$BeO$、$CO$和$CN$在与圆极化电场相互作用下的经典混沌，并通过Wigner分布函数和Boltzmann-Shannon熵研究了其在量子力学中的特征.我们发现当经典系统混沌时，量子相空间的Wigner函数中心会发生偏离，而当经典系统混沌时，平均Boltzmann-Shannon熵随电场强度的变化会发生跳跃，表明量子系统中的无序度突然增加（或信息突然丢失）.
2019-10-16 quant-ph
Toward scalable information processing with ultracold polar molecules in an electric field: a numerical investigation
我们数值研究了在静态电场中超冷NaCs极性分子的寄存器中用激光脉冲驱动量子算法的可能性。我们专注于通过考虑涉及分子间门（在相邻相互作用分子上实现）的电路来执行可扩展逻辑运算的可能性，以使信息在条件激光驱动的种群反转期间从一个分子转移到另一个分子。我们研究的算术运算（除了0或1的二进制数字和进位），只需要人口反转和Deutsch-Josza算法，需要控制的阶段的实施。在典型的实验条件下，我们的模拟表明，涉及几个量子位的高保真逻辑运算可以在几百微秒的时间尺度内执行，为在这些系统中操纵大量量子位开辟了有希望的前景。
2010-08-16 quant-ph
Sisyphus Cooling of Electrically Trapped Polyatomic Molecules
丰富的内部结构和长程偶极-偶极相互作用使极性分子成为量子控制应用和基础研究的独特工具。它们的潜力在超冷温度下充分展现，在超冷温度下，多体物理学、量子信息科学、超冷化学和物理学都预测了超过标准模型的大量效应。这些目标激发了广泛的方法来生产冷分子系综的发展。然而，到目前为止，将多原子分子冷却到超冷温度似乎是困难的。在这里，我们报告了光电冷却的实验实现，这是一种改变极性分子冷却和积累方法的范式。它的关键属性是通过西西弗斯效应在冷却循环的每一步中去除大部分分子的动能，使得冷却只有很少的耗散衰变过程。我们通过将约10^6个被捕获的CH_3F分子的温度降低13.5倍，相空间密度增加29倍或70倍（扣除陷阱损失）来证明它的潜力。与其他冷却机制相比，我们的方案在陷阱中进行，在所有三个维度上冷却，并适用于各种极性分子。由于没有基本的温度限制，预计下降到纳米开尔文范围内的光子反冲温度，我们的方法消除了生产超冷多原子分子的主要障碍。低温，大分子数量和长捕获时间高达27秒，将允许实现相互作用主导的制度，使碰撞研究和调查的蒸发冷却朝向BEC的多原子分子。
2012-07-31 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Electric Field Measurement of Femtosecond Time-Resolved Four-Wave Mixing Signals in Molecules
报道了一个测量二氧化碳分子中三阶非线性相互作用产生的飞秒电场的实验。利用飞秒近红外激光脉冲的简并四波混频，结合TADPOLE的超弱飞秒脉冲测量技术，在时域上测量了相互作用脉冲之间不同时间延迟的非线性信号电场。发现从所发射的非线性信号的时间相位提取的啁啾敏感地依赖于对非线性响应的电子和旋转贡献。虽然旋转贡献导致接近输入脉冲的啁啾的非线性信号啁啾，但电子贡献导致随时间延迟而变化的显著更高的啁啾。我们的工作表明，电场分辨非线性光谱提供了详细的信息，在超快时间尺度上的非线性相互作用。
2022-07-14 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Electrical control of superposed quantum states evolution in quantum dot molecule by pulsed field
量子计算（或一般来说，量子信息处理）是主要的兴趣，因为它可能对目前的电子和计算产生重大影响1 -5。量子计算的本质是直接使用量子力学态的叠加和纠缠，这些量子力学态在纳米级粒子（如原子和分子）中非常明显6，7。另一方面，报道了关于实现半导体量子点（QD）量子比特8、9和QD量子门10的许多提议，并且成功地发现了若干实验线索11 -16。虽然这些开创性的实验开辟了半导体量子点量子计算的基础，但在时域17中叠加态的直接电控制尚未实现。在这里，我们证明了量子点分子中叠加量子态演化的相干控制。短的电脉冲被示出为将单电子注入到QD分子中，并且在衬底处收集的电流表现出作为脉冲宽度的函数的振荡。这种振荡是由于量子点分子的对称态（S）和反对称态（AS）的不同衰减速率以及注入脉冲宽度控制的占据几率的演化引起的
2001-07-28 quant-ph
Polar molecules near superconducting resonators: a coherent, all-electrical, molecule-mesoscopic interface
构建可扩展量子处理器的挑战需要在大规模量子系统中实现相干控制和保持量子相干性的冲突要求的整合。此外，该系统还应与量子线路的小型化和集成化相兼容。诸如超导岛和量子点的介观固态系统的特征在于使用局部电信号的鲁棒控制技术和基于制造进展的不言而喻的缩放;然而，一般而言，固态器件的量子态倾向于快速退相干。相比之下，基于捕获离子和中性原子的量子光学系统表现出更好的相干性，而原子和分子系统的小型化及其与介观电路的集成仍然是一个重要的挑战。下面，我们描述了一个单一的粒子系统-一个孤立的极性分子-与介观固态设备的集成方法，以产生强大的，连贯的，量子级控制。所描述的方法包括在低温带状线微波谐振器附近的亚微米尺寸的隔离极性分子的捕获、冷却、检测、相干操纵和量子耦合。我们发现，静电捕获的极性分子可以表现出强大的限制和快速，纯电动门控。此外，电噪声源的影响，在量子信息处理中的关键问题，可以通过适当的制备和极性分子的操作抑制到非常低的水平。我们的设置提供了一个可扩展的腔QED型量子计算机架构，其中存储在长寿命旋转分子态中的远距离量子比特的纠缠是通过交换微波光子来实现的。
2006-05-23 cond-mat.supr-con quant-ph
Electric field tuning of magnetic states in single magnetic molecules
单个磁性分子可能是最小的功能磁体。磁场控制磁性分子的自旋态具有重要的应用价值，但其实现仍具有挑战性。迄今为止，所观察到的基于自旋-轨道耦合或自旋偶极耦合的自旋-电相互作用对于调谐精细的自旋结构是有用的，但是太弱而不能翻转自旋状态。在这项工作中，我们提出了一种新的机制，实现增强的自旋-电耦合和翻转的自旋态，通过调整本地自旋之间的自旋超交换。利用第一性原理计算和海森堡哈密顿量，我们证明了这种效应在一个家庭的磁性分子，过渡金属卟啉。结果表明，它们的d-π和π-π自旋超交换耦合由d和π电子态的相对能量决定，而d和π电子态的相对能量对外加电场敏感.因此，施加电场可以调谐宽范围的磁基态，包括铁磁、亚铁磁和反铁磁配置。这种自旋-电耦合可能为设计和控制分子自旋电子学提供一种新的途径。
2022-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electric dipoles vs. magnetic dipoles - for two molecules in a harmonic trap
研究了在球对称简谐势阱中运动的两个异质结分子的能级。电偶极相互作用的作用进行了比较，并与我们以前的结果（https：//arxiv.org/abs/1512.00631）的两个磁偶极原子。我们强调旋转能量的重要性，其值与偶极相互作用的能量相比非常高。我们表明，偶极力不发挥显着的作用，在基态的系统在典型的实验条件下。然而，也存在激发态，表现出类似于磁偶极子所观察到的反交叉。
2017-08-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Electrical two-qubit gates within a pair of clock-qubit magnetic molecules
利用时钟跃迁（Clock Transitions，CT）技术，证明了HoW $_{10}$分子自旋量子比特的相干性增强.最近的研究表明，当在CT下工作时，可以使用电场在含有两种相同但反转相关分子的晶体内选择性地寻址指向给定方向的HoW $_{10}$分子。在这里，我们从理论上探讨了利用电场在稀释晶体内的两个相邻的CT保护的HoW $_{10}$量子量子门之间实现纠缠的可能性。我们估计的热演化的$T_1$，$T_2$，发现CT也是最佳的工作点，从声子的角度来看，并制定了如何结合一系列的微波和电场脉冲，以实现相干控制内的2量子比特的操作空间，这是保护从自旋浴和声子浴退相干。最后，我们发现了一个高度保护的1量子比特子空间，它是由两个时钟分子之间的相互作用产生的。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Full Control of non-symmetric molecules orientation using weak and moderate electric fields
本研究利用量子最优控制技术，在弱和中等电场下实现了对非对称分子6-氯哒嗪-3-甲腈任意轴向的完全控制，并通过频谱分析揭示了场修饰动力学与驱动场的频率机制。
2023-11-20 physics.chem-ph quant-ph
Electric g Tensor Control and Spin Echo of a Hole-Spin Qubit in a Quantum Dot Molecule
证明了通过电g张量控制量子点分子中空穴自旋的高保真单量子比特操作的可行性。除了一个恒定的外部磁场，所提出的方案允许一个专门的电控制的孔自旋。现实的电栅极偏置配置文件确定各种量子位操作使用过程层析成像为基础的最佳控制。他们被证明是非常强大的对退相干和耗散所产生的与主机晶格核自旋和声子的相互作用的孔，与$\approx$的保真度损失为1%的门操作时间为$\approx 10$ ns。自旋回波实验的孔自旋建模，探讨退相机制和脉冲定时缺陷的作用，对栅极保真度损失进行了讨论。
2010-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
OH molecule as a quantum probe to jointly estimate electric and magnetic fields
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；Università di Milano（米兰大学）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Università di Parma（帕尔马大学）；INFN—Sezione di Milano-Bicocca, Gruppo Collegato di Parma（意大利国家核物理研究所米兰-比科卡分部，帕尔马联合小组）
本文研究利用OH分子作为量子探针，通过多参数量子估计理论联合估计电场和磁场，分析优化静态和动态估计策略，揭示温度对参数相关性的影响，并展示最优顺序控制协议克服非交换性限制。
2026-04-30 quant-ph
Enantiospecific Two-Photon Electric-Dipole Selection Rule of Chiral Molecules
Hainan University（海南大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
本文提出了一种无需相位锁频和共振条件的新型光学方法，利用静态电场下的不对称两光子电偶极选择规则实现对映异构体的高效区分。
2025-05-16 quant-ph
Medium-assisted van der Waals dispersion interactions involving chiral molecules
利用微扰理论推导了任意磁电介质中两个手征分子间的范德华色散相互作用。一般来说，分子极化率被假定为电，顺磁和反磁性质和材料环境被认为具有手性电磁响应。导出的电-手征、顺磁-手征、抗磁-手征和手征-手征相互作用势公式与文献中已有的结果相加，形成了一套完整的色散相互作用公式。利用电磁对偶性，我们把它们统一起来。作为一个应用程序，在自由空间中的两个各向异性分子的情况下，我们被认为是驱动延迟和非延迟的限制相对于分子间的距离。
2019-11-12 quant-ph
Response to Comment on Electric Multipole Moments for Some First-Row Diatomic Hydride Molecules [Commun. Theor. Phys. 38 (2002) 256]
Guseinov的评论是不相关的，也是不公正的。与他的评论相反，我们证明了所获得的某些第一排双原子分子的电多极矩值是原创的，并且比他的值更好（I.I. Guseinov，E. Akin和A.M. Rzaeva，J. Mol.（Theochem）453（1998）163）。此外，必须指出的是，所有的公式都引用了我们的文件（M。Orbay和T.厄兹多安Theor.（北京，中国）35（2001）585）和勘误表（M. Orbay和T.厄兹多安Theor.（中国北京）37（2002）768）。
2005-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Controlling collisional loss and scattering lengths of ultracold dipolar molecules with static electric fields
本文提出利用静电场屏蔽在极性分子间产生排斥势垒以控制超冷分子的碰撞损失，并揭示了通过调节电场可大幅控制散射长度，从而影响分子玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定性与坍缩。
2024-02-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-electric Berry phase shift in triangular molecular magnets
我们提出了一个贝里相位效应的手性自由度的三角形磁性分子。该相位是通过在分子平面中经由存在于这些受抑磁性分子中的自旋-电耦合机制而磁性地改变外部电场来诱导的。Berry相位效应取决于自旋-轨道相互作用分裂和电偶极矩。通过改变所施加的电场的幅度，两个自旋状态之间的Berry相位差可以取零和$π$之间的任意值，其可以通过使用自旋回波技术测量为两个手征状态之间的相移。我们的结果可以用来实现一个电场诱导的几何相移门作用于编码在三角形磁性分子的基态流形中的手征量子比特。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unified Analytic Electron Interaction Integrals Over Slater Orbitals for Diatomic Molecules
本文给出了双中心交换型积分、混合型积分和库仑型积分的统一解析计算公式。
2011-04-19 cond-mat.str-el math-ph math.MP
