Rydberg-dressing of atoms in optical lattices
我们研究了光晶格中的原子，其电子基态与具有强二元相互作用的高激发态发生非共振耦合。我们提出了一个依赖于时间的治疗所产生的量子动力学，这-相反，最近的预测[物理学评论快报。110，213005（2013）] --证明了弱混合里德堡态之间的强排斥不会导致原子陷阱损失。这一发现为在光晶格实验中产生和操纵相干长程相互作用提供了重要依据。
2014-01-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Spatial Patterns of Rydberg Excitations from Logarithmic Pair Interactions
在耗散激光驱动的超冷原子系综中的集体激发表现出类似晶体的模式，这是里德伯阻塞机制的多体效应。这些晶体结构是在实验中从具有固定数量的激发的配置的后选择中揭示的。在这里，我们表明，这些子合奏可以很好地表示通过对数对势相互作用的有效粒子的合奏。这使得人们可以用少量的有效粒子来研究出射图样，以确定里德堡晶体的相位，并系统地研究$N$ -体项的贡献。
2015-01-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rydberg crystallization detection by statistical means
我们研究了一个可以被激发到里德堡态的原子系综。使用无序量子伊辛模型，我们进行了数值模拟的实验过程和计算的概率分布函数$P(M)$，以创建一定数量的里德伯原子$M$，以及它们的对关联函数。使用后者，我们确定的临界相互作用强度以上的系统进行相变的里德伯晶体。然后，我们表明，这种相变可以单独使用$P(M)$检测。
2012-03-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Finite-range interacting Ising quantum magnets with Rydberg atoms in optical lattices - From Rydberg superatoms to crystallization
短程相互作用自旋模型是研究超最近邻相互作用效应和由相互作用范围引起的新效应的最简单的模型。最近的实验已经达到了伊辛量子磁体中的主导相互作用的制度，通过光学耦合的被困中性原子的里德堡态。这种方法允许在横向和纵向场中具有$1/r^6$相互作用的伊辛哈密顿量中的所有相关项的可调谐性。本文综述了在Rydberg格点上利用位置分辨检测实现这些方法的最新进展。在这个量子伊辛模型中的强相关性已经在几个实验中观察到结晶点。在直径小于里德堡封锁半径的系统中，在所谓的超原子区域中，激发的数量最大为1。
2017-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of Rydberg excitations and quantum correlations in an atomic array coupled to a photonic crystal waveguide
我们研究了耦合到光子晶体波导中的原子链中最多两个里德堡激发的动力学和关联增长。在这种设置中，激发可以通过波导介导的指数衰减交换相互作用从一个原子跳到另一个原子。一个初始本地化的激发经历一个连续时间的量子行走短程跳跃，并为远程，它经历准本地化。此外，参与率的倒数揭示了在短时间内激发的超弹道扩散，而在长时间内，它变成弹道。对于两个最初本地化的激发，有趣的，和复杂的动力学场景出现不同的初始分离由于里德伯-里德伯和交换相互作用之间的竞争。特别是，两点相关揭示了光锥的行为，即使足够长的距离交换相互作用。此外，我们描述的增长的二分纠缠熵，它表现出一个全球范围内，如果只有一个激发存在的动力学。最后，我们分析了由于从里德伯态到波导外的光子的自发发射的缺陷的影响，并表明我们预测的所有物理现象都在实验范围内。
2020-06-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase-Imprinting of Bose-Einstein Condensates with Rydberg Impurities
我们展示了玻色-爱因斯坦凝聚体的相位分布如何通过与局域里德伯激发的相互作用来设计。这种相互作用是可控的和远程的非共振耦合与激光的凝聚到另一个里德伯态。我们的技术允许映射的纠缠产生的几个强相互作用的里德伯原子系统到更大的原子云混合设置。作为例子，我们讨论了由亮孤子产生空间介观叠加态的问题。此外，使用里德伯激发印在冷凝物上的相位是后者的诊断工具。例如，凝聚飞行时间图像将允许重建嵌入的里德伯晶体的图案。
2015-11-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Rydberg optical Feshbach resonances in cold gases
我们提出了一个新的方案，有效地调整两个碰撞基态原子的散射长度的非共振耦合的散射态的激发里德伯分子态使用激光。对于两个碰撞的${^{87}}\mathrm{Rb}$原子的s波散射，我们证明了这种Rydberg光学费什巴赫共振的有效光学长度和磁极强度可以调谐超过几个数量级，而非相干过程和损失最小化。由于里德伯分子态的普遍存在，这种技术应该普遍适用于同质核原子对以及具有s波（甚至p波）散射的原子混合物。
2017-09-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Transport induced melting of crystals of Rydberg dressed atoms in a one dimensional lattice
本文讨论了一维晶格中具有范德华偶极-偶极相互作用的里德伯缀饰原子系综的多体物理。使用强耦合展开和数值密度矩阵重整化群模拟，我们计算了多体相图。魔鬼的楼梯结构出现莫特绝缘相在任何合理的填充分数。封闭的解析表达式给出的相位边界的隧穿振幅的二阶，并示出同意非常好的数值结果。由于动能项，不可压缩相熔化的转变点强烈地依赖于填充分数的分母，并且在不同相之间变化许多数量级。
2012-07-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical crystal creation with polar molecules or Rydberg atoms in optical lattices
我们研究了极性分子或里德伯原子系统加载到深光晶格中的晶态的动态形成。这些系统中的外场可以用来耦合两个内部状态之间的原子或分子：一个是弱相互作用，一个是表现出强偶极-偶极相互作用。通过适当的外部场的时间变化，我们表明，它是可能的，通过耦合的参数选择高填充分数产生强相互作用状态的结晶态。我们在一维（1D）使用修改形式的时间演化块抽取（TEBD）算法研究这个过程的相干动力学，并获得对应于现实实验配置的系统大小和参数的结晶态。对于极性分子，这些结晶状态将是长寿命的，有助于通过测量关联函数来表征状态。我们还表明，随着耦合强度的增加，在模型中，晶体顺序被打破。这是其特征在于在1D中的密度-密度关联函数的变化，衰减到一个常数的结晶制度，但显示不同的区域的指数和代数衰减较大的耦合强度。
2011-01-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical control of atom-ion collisions using a Rydberg state
提出了一种控制电子基态超冷中性原子与囚禁离子碰撞的方法。在碰撞过程中，中性原子被激光共振激发到低场寻求的里德伯态，该里德伯态被离子排斥。当原子被离子反射时，它被退激回到它的电子基态。分析了屏蔽效率与激光频率、激光功率、原子-离子初始碰撞能量和碰撞角度的关系。讨论了Na和Rb的几个里德伯能级对屏蔽的适用性。屏蔽的有用应用包括抑制原子和离子之间不需要的化学反应，这是受控原子-离子相互作用的先决条件。
2019-10-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum melting of two-component Rydberg crystals
研究了一维晶体在原子晶格中的量子熔化，其中基态原子被激光激发到两个里德堡态。我们专注于一个制度，内和状态间的密度-密度相互作用以及相干交换相互作用的贡献。我们确定稳定的结晶相在经典的限制，并探讨它们的熔化下引入的激发激光量子涨落以及两体交换。我们发现，在一个特定的参数范围内的量子涨落引入的激光可以引起一个魔鬼的楼梯结构，其中一个可能与过渡的经典极限。通过交换相互作用的熔化也示出了进行在一个台阶状的方式，在小晶体的情况下，由于里德堡自旋波的增殖。
2016-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
On the adiabatic preparation of spatially-ordered Rydberg excitations of atoms in a one-dimensional optical lattice by laser frequency sweeps
我们研究了一维格子气中里德堡激发的结晶相的绝热制备，如Pohl等人[Phys.Rev.Lett. 104，043002（2010）]，并且最近由Schaud等人[Science 347，1455（2015）]实验实现。我们发现在几十个原子的幺正系统中制备几个里德伯激发态的晶体需要很长的绝热跟踪系统哈密顿量的基态的时间。使用量子随机（蒙特卡罗）波函数模拟，我们表明，现实的衰减和退相过程中影响的原子在准备导致系统的最终状态，只有一个小的重叠与目标结晶状态。然而，最终的数量和高度亚泊松统计的里德伯激发和它们的空间顺序的影响不大的弛豫。
2016-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Blockade-induced resonant enhancement of the optical nonlinearity in a Rydberg medium
我们预测的共振增强的非线性光学响应的相互作用里德伯气体的条件下的电磁感应透明。这种增强源于一个双光子过程，该过程在强控制场的作用下使一对原子的电子态共振耦合。我们计算的光学响应的三能级系统，明确包括中间态的动力学。我们得到了弱经典探测场三阶极化率的解析表达式。当探测场失谐量等于控制场拉比频率时，非线性吸收在双光子共振时表现出最强的共振行为。介质的非线性色散表现出各种空间形状，这取决于相互作用强度。基于所开发的模型，我们提出了一个现实的实验方案，通过执行传输测量来观察共振。
2019-09-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quasiparticle spectra of supersolid lattice gases at near-resonant Rydberg-dressing
利用里德伯态实现强相互作用格子气的主要挑战之一是雪崩损失过程的发生。由于这些与总里德伯分数成正比，通常建议的解决方案是使用远离共振激发的里德伯态。相反，我们提出了一个相关的玻色子格子气在近共振激发，其中的总里德伯分数是低的，由于强大的，相互作用驱动的有效失谐的实现。利用实空间动力学平均场论，我们证明了它在系统边界处的降低效应可以通过考虑驱动拉比激光器的定制束腰来容易地补偿。在这个几何中，我们讨论了超固体和超流态之间的交叉点的光谱特性，并给出了超固体块体的动量分辨光谱特性。后者的结果是在一个扩展的准粒子的方法，也产生了校正的平均场相变。
2020-06-29 cond-mat.quant-gas
Dissipative time crystal in a strongly interacting Rydberg gas
本研究在室温里德堡原子气体中实验实现了耗散时间晶体，通过光子透射的持续振荡、非衰减自相关及对噪声的鲁棒性，证明了连续时间晶体的长程时间序。
2024-07-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observation of Moiré Time Crystal in Floquet-driven Rydberg Atomic Gases
National University of Defense Technology（国防科技大学）
本研究在光场驱动里德伯原子气体中观测到莫尔时间晶体，通过双色驱动场结合长程里德伯相互作用与耗散实现，为相关研究提供了可控平台并开辟了新途径。
2026-07-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Out-of-equilibrium structures in strongly interacting Rydberg gases with dissipation
研究了噪声存在下，里德伯态非共振激发的冷原子气体的非平衡动力学。相互作用和非共振激发之间的相互作用导致初始动力学，其中激发的里德伯原子的聚集体缓慢成核和生长，最终达到长寿命的亚稳态排列，然后在更长的时间尺度上进一步弛豫。这种增长动力学是由一个有效的主方程，允许一个透明的，主要是分析的基础物理的理解。通过大量的数值模拟，我们研究了多体动力学和由此产生的非平衡态在不同维度的相关性。我们的研究结果深入了解了噪音环境中强相互作用里德堡气体的动力学丰富性，并强调了此类系统对于探索软物质类型集体行为的有用性。
2014-02-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Dislocation-mediated melting of one-dimensional Rydberg crystals
本文研究了室温下单原子Mott区一维光晶格中的冷里德伯原子。具有拉比频率Ω和激光失谐Δ的外部激光驱动产生里德堡激发，其动力学由具有（准）长程相互作用的有效自旋链模型控制。该体系具有很大的阻挫度，在（Δ，Ω）平面上形成了具有丰富拓扑结构的基态相图。作为Δ的函数，里德伯阻塞效应产生一系列与形成所谓的魔鬼楼梯的光晶格相称的晶相。另一方面，拉比频率Ω会产生量子涨落，最终导致晶态的量子熔化。当增加Ω时，我们发现一般首先发生到浮置里德伯晶体的一个非公度跃迁，这支持了无带隙声子激发。对于更大的Ω，浮动里德伯晶体内的位错开始增殖，并且第二，Kosterlitz-无位错-Nelson-Halperin-Young位错介导的熔化转变最终破坏里德伯激发的晶体排列。后一种熔化转变对于一维里德伯晶体是通用的，并且即使在没有光晶格的情况下也持续存在。浮置相和伴随的跃迁原则上可以通过光的布拉格光的散射来检测。
2011-09-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum crystals in a trapped Rydberg-dressed Bose-Einstein condensate
本文数值研究了被束缚的里德堡修饰的玻色-爱因斯坦凝聚体的自发结晶基态，即量子晶体。用平均场序参量描述的结果表明，这些态同时具有结晶和超流性质。当修整相互作用足够强时，在准二维系统中观察到六边形液滴晶格。这些状态的开始的特征在于Leggett提出的非经典转动惯量的急剧下降[Phys.Rev.Lett. 25，1543（1970）]。此外，还可以获得AB堆叠双层晶格。由于可能由外部电场引起的各向异性相互作用，还观察到从六边形到近正方形的液滴晶格的转变。
2011-11-17 cond-mat.quant-gas
Observation of a Rydberg-atom time crystal with an ultralong lifetime
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究在驱动耗散多体原子系统中观测超长寿命里德堡原子时间晶体，利用长程相互作用和稳定极限环动力学的耗散环境抑制破坏因素，通过优化实现超16.95小时振荡寿命，为探索非平衡相及相关应用搭建平台。
2026-07-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Discrete time crystals enhanced by Stark potentials in Rydberg atom arrays
South China Normal University（华南师范大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
本研究提出在Rydberg原子阵列中通过Stark势增强DTC稳定性，无需多体局域化，实现无序的DTC实验方案。
2025-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
String order in dipole-blockaded quantum liquids
研究了准一维晶格模型的量子熔化，其中主导能量标度由排斥偶极相互作用给出。通过构建一个有效的低能量理论，我们表明，熔化的晶相可以发生成两个不同的液相，具有相同的密度-密度相关的代数衰减，但表现出不同的非本地关联函数表示字符串顺序。我们提出了可能的实验实现使用超冷原子和分子，介绍了基于共振驱动的里德伯原子，提供额外的好处相比，弱混合的里德伯态的实施。
2015-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Condensation versus Long-range Interaction: Competing Quantum Phases in Bosonic Optical Lattice Systems at Near-resonant Rydberg Dressing
最近的实验表明，在光晶格（OL）中里德伯修饰量子多体系统的（准）晶相是可以实现的。由于里德伯原子的大极化率，里德伯系统自然具有强的长程相互作用。因此，广泛的量子相位已被预测，如魔鬼的阶梯晶格无公度密度波相位以及更奇特的晶格超固体秩序玻色子系统，在我们的工作中考虑。在“冻结”气体极限的结果的指导下，我们研究了有限跳跃振幅和共振里德堡驱动附近的基态相图，同时充分包括远程尾的范德华相互作用。实空间玻色子动力学平均场论（RB-DMFT）内的模拟产生的魔鬼的楼梯延伸到超固体政权的竞争的凝聚和相互作用导致一系列的结晶相。
2017-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum crystallography of Rydberg-dressed Bose gases on a square lattice
利用平均场Gros-Pitaevskii模型，数值研究了正方晶格上的里德伯缀饰玻色气体的量子晶体学相。对于较弱的晶格约束，随着阻挡半径的增加，基态相经历非晶、多晶和多晶现象，而当约束较强时，将形成具有特定填充因子的单晶。为了区别地表征这些相，还研究了结构函数。在这样的各向异性系统中，我们报告的第一个对角元素的超流分数张量应该是一个可测量的量，和各向异性参数可以被定义。此外，对于这样的结晶相，相互作用势可以在晶界出现的地方显现。
2016-07-21 cond-mat.quant-gas
Supersolid Vortex Crystals in Rydberg-dressed Bose-Einstein Condensates
我们研究旋转准二维玻色-爱因斯坦凝聚体，其中原子被打扮成一个高度激发的里德伯态。这导致弱的有效相互作用，诱导过渡到介观超固态。考虑到慢转动，我们用量子蒙特卡罗模拟和平均场计算确定了它的超流性。对于快速旋转，后者揭示了一个有趣的竞争之间的超固体晶体结构和旋转引起的涡旋晶格，产生新的阶段，包括阵列的介观涡旋晶体。
2012-04-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Fractional quantum Hall physics with ultracold Rydberg gases in artificial gauge fields
本文研究了分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FWHH）体系中人工规范场作用下的超冷里德伯缀饰玻色气体。里德伯相互作用的特性在最低朗道能级（LLL）上产生了不同于标准的量子化学物理的有趣的多体基态。非本地的，但迅速减少的相互作用势有利于结晶基态非常稀的系统。虽然简单的维格纳晶体在能量上比填充分数$ν<1/12$的Laughlin液体更有利，但对于与简单维格纳晶体具有大的能隙的$ν\leq 1/6$，已经出现了复合颗粒的相关晶体。一个新的长度尺度的存在下，里德伯阻塞半径$a_B$，引起气泡结晶相的$ν\lesssim 1/4$时，平均粒子距离变得小于$a_B$，它描述了饱和，几乎恒定的相互作用势的区域。对于较大的填充物，发现了强烈相关的簇液体的迹象。
2013-04-09 cond-mat.quant-gas
Evaporative cooling to a Rydberg crystal close to its ground state
我们从理论上证明了如何在量子基态附近获得长的一维晶体。我们依赖于蒸发冷却计划适用于多体系统与非零范围的相互作用。尽管没有周期性的潜力，最终状态是一个晶体，表现出长程空间秩序。我们从热力学角度描述了该方案，将截断玻尔兹曼分布应用于链的集体激发，并表明它会导致一种新型的准平衡多体态。对于较长的链，包括约1000个原子，我们强调蒸发曲线的准普适性。这种异常长的1D晶体只有在量子机制的深处才能接触到。我们进行我们的分析的例子，最初的热链的圆形里德伯原子局限于一个一维（1D）的几何形状。我们的方案也适用于极性分子等具有长程相互作用的量子系统。
2019-11-23 cond-mat.quant-gas
Metastable confinement in Rydberg lattice gauge theories
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）；The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）
本研究在Rydberg晶格规范理论中观察到亚稳束缚现象，通过共振机制实现弦断裂，揭示了长程相互作用和时间依赖场对束缚和弦断裂的影响。
2026-02-26 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-th
Formation of Rydberg Crystals Induced by Quantum Melting in One-Dimension
本文利用一维里德伯原子平台中的范德瓦尔斯与偶极相互作用，揭示了组合量子涨落通过无序致有序机制诱导里德伯晶体形成，并解释了通常仅见于高维系统的相变现象。
2024-04-30 cond-mat.quant-gas
Bifurcation of time crystals in driven and dissipative Rydberg atomic gas
本文在驱动耗散里德伯原子系统中观测到多个连续时间晶体及其分岔、双稳态和磁滞回线，为调控非平衡系统时间对称性开辟了新途径。
2024-02-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Floating Phases in One-Dimensional Rydberg Ising Chains
本文报道了里德伯原子范德华相互作用链的定量基态相图。已知这些系统具有锁定到底层晶格的晶相以及带隙的无序相。我们定位和表征的第三种类型的阶段，所谓的浮动相，这可以被看作是一个一维的“结晶”相，这是不锁定到晶格。这些相在理论上被预测存在于相图中，但迄今为止还没有报道。我们的研究结果是使用最先进的数值张量网络技术获得的，并为使用现有的Rydberg量子模拟器进行浮动相的实验探索铺平了道路。
2019-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical crystallization in a low-dimensional Rydberg gas
在多体系统中占主导地位的有限程相互作用可以导致物质的有趣的自有序相。众所周知的例子是离子阱中的结晶固体或库仑晶体。在这些系统中，结晶通过由热波动驱动的经典转变进行。相比之下，超冷原子的合奏激光激发到里德伯态提供了一个良好的控制量子系统，其中可以探索由量子涨落控制的晶体相变。在这里，我们报告的实验制备的结晶态在这样一个里德堡多体系统。通过数值优化的激光激发脉冲实现了多体水平上的快速相干控制。我们观察到一个激发数的楼梯作为系统大小的函数，并直接显示不可压缩的有序状态的出现在其步骤。我们的研究结果表明，在强相互作用系统中的量子光学控制技术的适用性，铺平了道路的调查新的量子相位在远程相互作用的量子系统，以及详细研究其相干性和相关性。
2014-04-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Large-scale characterization of Cu2O monocrystals via Rydberg excitons
提出一种无移动部件的空间分辨共振吸收光谱法，在亚微米分辨率下快速表征Cu2O中里德堡激子，并建立与光致发光图的关联，实现单次测量全样品质量评估。
2024-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
Mesoscopic phases of dipolar ensembles with polar molecules and Rydberg atoms
我们讨论了实现介观相的偶极气体相关的电流实验与冷极性分子和里德伯原子局限于两个维度。我们预测存在的超流团簇，介观超固体，和晶体的少数被困粒子，在均匀的情况下没有对应的。对于偶极-偶极相互作用的某些强度，通过量子涨落稳定纯{ \it非经典晶体}是可能的。我们提出了一个放大方案来检测这些结晶相的空间结构。
2009-04-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum Crystals and Laughlin Droplets of Cavity Rydberg Polaritons
合成量子材料提供了一个令人兴奋的机会，探索量子多体物理学和受控条件下的物质新状态。特别是，它们提供了一种途径来交换固态的短长度尺度和大能量尺度，以获得对系统哈密顿量具有更好控制、更准确的状态准备和更高保真度的状态读出的工程系统。在这里，我们提出了一个独特的平台来研究强相互作用光子的量子相位。我们介绍了通过操纵多模光学腔的几何形状来控制单个光子的动力学的想法，并将它们与最近建立的技术相结合，以使用里德伯原子来调解光子之间的强相互作用。我们证明，这种方法产生了晶体和分数量子霍尔态的光，打开了大门，研究强相关的量子多体物理在光子材料。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Double Supersolid Phase in a Bosonic t-J-V Model with Rydberg Atoms
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qizhi Institute and Shanghai Artificial Intelligence Laboratory（上海启智研究所与上海人工智能实验室）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Westlake University（西湖大学）；Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院自然科学院）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
该研究通过量子模拟揭示了玻色子t-J-V模型中双超流相的存在，并展示了其在Rydberg原子晶格中探索奇异量子相的潜力。
2025-12-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Driven-dissipative dynamics of a strongly interacting Rydberg gas
本文研究了激光作用下基态碱金属原子与里德堡态弱混合冷气体的非平衡多体动力学。在短于修饰态寿命的时间尺度上，原子之间有效的偶极-偶极或范德华相互作用可以导致强关联相的形成，例如原子晶体。使用半经典的方法，我们研究了长时间的动力学，由于自发发射和黑体辐射的消相干和耗散过程占主导地位，导致加热和熔化的原子晶体以及粒子的损失。这些影响可以通过在存在原子修整的情况下执行主动激光冷却来显著减轻。
2012-07-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Observation of mesoscopic crystalline structures in a two-dimensional Rydberg gas
控制和调节超冷原子气体相互作用的能力为实现物质的新阶段铺平了道路。尽管到目前为止，实验已经实现了对短程相互作用的高度控制，但实现长程相互作用将开辟多体物理学的一个全新领域，并已成为研究的中心焦点。里德伯原子非常适合实现这一目标，因为它们之间的范德华力比基态原子大许多个数量级。因此，当原子转移到里德伯态时，仅仅激光激发超冷气体就可以直接导致强关联的多体态出现。一个关键的例子是量子晶体，它由集体激发的不同空间有序结构的相干叠加组成。在这里，我们报告的强关联的激光激发的二维原子莫特绝缘体使用高分辨率，原位里德伯原子成像的直接测量。观测结果表明，在准备的多体状态的高密度组件的空间有序的激发模式的出现。它们具有随机取向，但具有明确的几何形状，形成了在整个气体中离域的集体激发的介观晶体。我们的实验证明了里德堡气体实现物质奇异相的潜力，从而为长程相互作用量子磁体的量子模拟奠定了基础。
2012-09-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Crystalline structures and frustration in a two-component Rydberg gas
研究了一维晶格中原子气体的静态行为，其中两个不同的电子高位里德堡态同时被激光激发。我们专注于一种情况下，范德华类型的相互作用只发生在原子之间，是在相同的里德伯态。我们首先分析研究了激光驱动强度消失的所谓经典极限。我们表明，该系统具有令人惊讶的复杂的基态结构与一系列的兼容不兼容的过渡。物种之间的不相容性导致了相互的挫折，这也是量子体系的一个特征。我们进行了分析和数值研究这些功能，并提出了一个近似的描述系统的Rokhsar-Kivelson哈密顿允许分析理解的挫折效应，甚至超出了经典的限制。
2015-10-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Quantum phase transition of the two-dimensional Rydberg atom array in an optical cavity
利用平均场理论和大规模量子蒙特卡罗模拟，研究了光腔中二维里德伯原子阵列。里德伯原子之间的强偶极-偶极相互作用使系统呈现出晶体结构，二能级原子与腔场光子模的耦合导致极化激元的形成。它们之间的相互作用提供了一个丰富的量子相图，包括莫特，固体1/2，超辐射和超辐射固相。作为二级共存相，超辐射固相打破了平移对称性和U（1）对称性。通过数值计算和解析计算，我们发现超辐射固体的辐射区域比一维情况大得多，从而更容易在实验中观察到。最后讨论了里德伯原子的能隙对量子相变类型和三相点数目的影响。
2022-04-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Wireless network control of interacting Rydberg atoms
我们确定的超冷里德伯气体的原子经历了强烈的偶极封锁和自发发射，和一个随机过程，某些无线随机接入网络模型的动态之间的关系。然后，我们将最初为这些无线网络开发的见解和技术转移到里德伯气体领域，并解释如何使用我们对无线网络的理解将里德伯气体驱动成晶体。最后，我们提出了一种方法来确定拉比频率（激光强度），使粒子在里德伯气体激发指定的目标激发概率，提供控制混合态人口。
2014-04-30 cond-mat.quant-gas math.OC quant-ph
Chiral supersolid and dissipative time crystal in Rydberg-dressed Bose-Einstein condensates with Raman-induced spin-orbit coupling
研究拉曼诱导自旋轨道耦合的里德伯缀饰双组分BEC，揭示手性超固相及丰富基态相图，并证明旋转系统可由该初态维持耗散连续时间晶体。
2025-10-05 cond-mat.quant-gas
Spontaneous formation of Kagomé lattice in two-dimensional Rydberg atoms
用经典的Monte Carlo方法模拟了低温下二维里德伯原子。带电离子的库仑排斥与排斥的范德华长程尾的竞争是由一些相互作用势模拟。我们发现，在特定的条件下，通常的三角形晶体变得不稳定，相对于更奇特的晶格，如Kagomé，花，分子晶体和矩形链包装。基态配置得到的退火过程的装置和它们的稳定性另外研究的简正模分析。由于剪切模量的软化，通常正方形晶格是机械不稳定的，我们能够找到一组特定的参数，使正方形晶格稳定。
2019-12-23 cond-mat.quant-gas
Higher-order and fractional discrete time crystals in Floquet-driven Rydberg atoms
本文提出在Floquet驱动的里德伯原子气体中实验观测高阶和分数离散时间晶体的方法，发现了n=2、3、4及最高达14的整数n-DTCs和超出整数的分数n-DTCs，拓展了非平衡动力学中时间对称性的研究。
2024-10-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Few-body analogue quantum simulation with Rydberg-dressed atoms in optical lattices
该研究提出利用光学晶格中 Rydberg-dressed 原子的长程相互作用开展少体类比量子模拟，并通过数值模拟证明可高保真度制备类量子化学的伪原子与伪分子。
2022-11-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-dimensional Thouless pumping in time-space crystalline structures
量子阱中粒子的动力学可以解释为晶体结构中粒子的动力学，其中时间起着坐标的作用。通过在驱动协议中引入一个动态变化的相位，我们证明了在这样的时间晶体结构中实现无源泵浦。接下来，我们通过考虑驱动的一维光晶格，将分析扩展到单个量子阱之外，从而工程化2D时空晶体结构。这样的设置使我们能够分别在空间和时间维度上探索绝热泵浦，以及模拟同时的时空泵浦。
2022-09-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Enhanced multi-parameter metrology in dissipative Rydberg atom time crystals
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本研究通过Rydberg原子气体中的连续时间晶体相变，实现了多参数传感的高精度测量，展示了超越标准量子极限的传感能力。
2026-01-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Realizing and Probing Baryonic Excitations in Rydberg Atom Arrays
提出了一种在具有可编程相互作用的里德伯原子阵列中实现介子和重子准粒子激发的方法。最近的实验表明，这样的系统具有$\mathbb{Z}_3$有序的结晶相，其低能准粒子是在晶体顺序的缺陷。通过工程的$\mathbb{Z}_3$ -对称性破缺场上的里德伯阻塞的哈密顿量，我们表明，不同类型的缺陷的经验禁闭，并作为一个结果形成介子或重子准粒子激发。我们说明了这些准粒子的形成，通过研究量子手征时钟模型相关的里德堡哈密顿量。然后，我们提出了一个实验协议，涉及出平衡动力学直接探测频谱的限制激发。我们证明了受限的准粒子谱可以限制该系统中量子信息的传播。这个建议是很容易适用于目前的里德伯实验，该方法可以很容易地推广到更复杂的限制激发（例如“四夸克”，“五夸克”）的相位与$\mathbb{Z}_q$顺序为$q>3$。
2020-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spatial correlations of Rydberg excitations in optically driven atomic ensembles
研究了在连续驱动、强相互作用的耗散系统定态中多体关联的出现。具体而言，我们研究共振光激发原子的里德伯态通过长程偶极-偶极和范德华势相互作用采用精确的数值解的密度矩阵方程和蒙特卡罗模拟。在封锁距离内的原子集合形成最多可以容纳一个里德伯激发的“超原子”。超原子的激发概率饱和到1/2相干驱动的原子，但显着更高的非相干驱动，接近单位原子数的增加。在均匀驱动的扩展一维系统的定态下，超原子的饱和导致里德堡激发的准结晶，其关联呈现阻尼的空间振荡。系统在范德华相互作用势作用下的行为可以用基于“硬杆”原子间作用势的解析可解模型来近似。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Non-adiabatic quantum state preparation and quantum state transport in chains of Rydberg atoms
受光晶格中冷原子实验操作的最新进展的启发，我们研究了三种不同的方案在里德伯原子链中非绝热量子态制备和态输运。我们讨论的协议是基于原子之间的封锁机制，当激发到里德伯态时，通过范德华势相互作用，并依赖于单点寻址。具体来说，我们讨论协议有效创建一个反铁磁GHZ状态，一类矩阵产品的状态，包括所谓的里德伯晶体和一个单量子位量子态之间的原子链两端的状态传输。我们确定的系统参数，允许操作的时间尺度上的协议短于里德堡态的寿命，同时产生高保真度的输出状态。我们讨论了位置无序对所产生的状态的影响，并评论由于其他来源的噪声，如辐射衰减的里德伯态的限制。该协议为基于里德伯原子的量子信息处理平台的性能测试提供了一个测试平台。
2017-12-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quasiparticle tunneling in a periodically driven bosonic Josephson junction
共振驱动的玻色子约瑟夫森结支持稳定的集体激发，或准粒子，这构成了类似的特洛伊波包以前探索的里德伯原子在强微波场。我们预测的量子跳动之间的影响，这样的heterogeneous多体特洛伊木马状态发生的时间尺度上，这是长的驱动周期相比。在平均场近似下，这种量子跳动可以被视为动力学隧穿的表现。在全N粒子水平上，拍现象导致了一种实验上可行的，鲁棒的策略，用于探测高度纠缠的介观态。
2014-11-06 cond-mat.quant-gas
Quantum phases of Rydberg atoms on a kagome lattice
我们分析了kagome晶格上的中性原子阵列的零温度相，通过激光激发原子里德伯态相互作用。密度矩阵重整化群计算揭示了各种各样的复杂的固体相的晶格对称性破缺的存在。此外，我们确定了一个新的制度与密集的里德伯激发，有一个大的纠缠熵和没有本地序参量与晶格对称性。从映射到三角晶格量子二聚体模型，和理论的量子相变出的接近的固相，我们认为，这个政权可能包含一个或多个阶段的拓扑秩序。我们的研究结果为利用基于里德伯原子阵列的可编程量子模拟器进行晶态和液态的理论和实验探索提供了基础。
2020-11-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Emerging 2D Gauge theories in Rydberg configurable arrays
求解二维或三维空间中的强耦合规范理论在从高能物理到凝聚态物质的物理学的几个领域中具有根本的重要性。在晶格上，规范不变性和规范不变（格元）相互作用涉及（至少）四体相互作用，这是具有挑战性的实现。在这里，我们表明，在当前的镊子实验中实现的可配置阵列中的里德伯原子是实现Rokhsar-Kivelson哈密顿量的可扩展模拟器的天然平台-一种描述量子二聚体和自旋冰动力学的二维U（1）格点规范理论。使用电磁对偶性，我们实现的元格相互作用的拉比振荡受到里德堡封锁。值得注意的是，我们表明，通过控制阵列中的原子排列，我们可以设计各向异性的相互作用和广义封锁条件的自旋原子对。我们描述了如何制备共振价键和Rokhsar-Kivelson哈密顿量的晶体相，并通过现场测量它们的量子关联来探测它们及其猝灭动力学。我们讨论了我们的Rydberg模拟器的潜在应用格点规范理论和奇异自旋模型。
2020-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Superradiant Solid in Cavity QED Coupled to a Lattice of Rydberg Gas
研究了与里德伯原子晶格耦合的光腔，该晶格可以用广义Dicke模型表示。我们发现，原子之间的相互作用和原子-光耦合之间的竞争导致了丰富的相图。发现了一种新的“超辐射固体”（SRS）相，其中超辐射和结晶有序共存。与通常的二级超辐射（SR）相变不同，Solid-1/2相变和SRS到SR的相变都是一级相变。这些结果得到了大规模量子蒙特卡罗模拟的证实。
2012-07-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
