Coherent Control of Atom-Atom Interactions and Entanglement using Optical Fields
双光子光学跃迁结合长程偶极-偶极相互作用可用于对不同原子组成的集体亚稳态的相干操纵。我们表明，它是可能的诱导光学共振伴随着原子态的纠缠叠加的产生。这种共振可用于使用凝聚相中的光激发单原子（杂质）来实现量子逻辑门。
1999-05-07 quant-ph
Optimal Waveforms for Dipole Moment Estimation with Coherent States
本研究针对二能级原子与连续模式耦合系统，通过推导耦合微分方程直接计算发射光量子费希尔信息，优化相干态脉冲形状以估计原子偶极矩，并证明长脉冲极限下特定谐波最优。
2025-09-11 quant-ph
Coherent manipulation of atomic qubits in optical micropotentials
我们在实验上演示了基于二维微透镜阵列的远失谐偶极阱和偶极阱寄存器中原子态的相干操纵。通过应用Rabi，Ramsey和自旋回波技术，我们系统地研究了退相机制，并确定了相干时间。同时拉姆齐测量在多达16个偶极子陷阱，并证明了我们的方法的可扩展性。这代表了原子量子位的可缩放寄存器用于量子信息处理的应用中的重要一步。此外，该系统可以作为新的原子钟的基础，利用大量的单独的时钟的并行操作，每个保持单独寻址。
2007-02-09 quant-ph
Entangling Dipole-Dipole Interactions and Quantum Logic in Optical Lattices
研究了在三维光晶格中利用偶极-偶极相互作用产生中性原子多粒子纠缠的方法。对于紧束缚的原子，偶极相互作用能可以远大于光子散射率，并且在退相干发生之前可以实现两原子态的相干演化。偶极的激发可以根据原子的状态而定，从而允许确定性地产生纠缠。我们推导出选择规则和偶极-偶极相互作用矩阵元的品质因数，碱金属原子具有超精细结构，并被困在局域化的质心状态。提出了用于实现双量子位量子逻辑门（诸如受控相位门和交换门）的不同协议。我们分析了我们的门设计的保真度，不完美的，由于从合作自发发射和相干耦合的逻辑基础之外的退相干。轮廓扩展我们的模型，包括完整的分子相互作用潜力进行了讨论。
1999-10-07 quant-ph
Microwave multiphoton conversion via coherently driven permanent dipole systems
研究了单模泄漏量子化腔场与共振驱动的永久偶极二能级系统耦合的多光子量子动力学。相互作用的子系统的频率被认为是非常不同的，例如，微波范围的腔和光学域的频率的两个级别的发射器，分别。以这种方式，发射器仅经由其对角偶极矩耦合到谐振器模式。此外，由二能级子系统的外部相干驱动产生的广义拉比频率也被假定为不同于谐振腔的频率或其倍数。因此，这种高度色散的相互作用制度是负责腔多光子量子动力学和光子转换从光学到微波范围内，分别。
2021-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherent single-photon scattering spectra for a giant-atom waveguide-QED system beyond dipole approximation
研究了通过多个连接点或连续耦合区耦合到一维波导中的巨原子的单光子散射谱。利用全量子力学方法，我们得到了单光子散射系数的一般解析表达式，这些表达式在马尔可夫和非马尔可夫状态下都是有效的。总结了非偶极效应对散射谱的影响，非偶极效应主要是由光子在耦合点之间传播时产生的相位累积引起的。我们发现，在马尔可夫极限下，相位衰减是失谐无关的，导致洛伦兹线型的特征在于兰姆位移和有效衰减率。而在非马尔可夫制度，积累的相位成为失谐依赖，从而产生非洛伦兹线形，其特征在于多个侧峰和总传输点。另一个有趣的现象，在非马尔可夫制度是由一个单一的巨原子产生的宽光子带隙。我们进一步将离散耦合点的情况推广到原子通过连续区域耦合到波导的连续极限，并分析了一些典型耦合强度分布的散射谱。
2022-01-13 quant-ph
Coherent control of levitated nanoparticles via dipole-dipole interaction
本研究提出双悬浮纳米粒子耦合系统方案，通过调制捕获激光相位和粒子间距诱导非互易耦合，实现热压缩态、随机相位相干态的高保真传输，并借助反馈非线性与参量驱动达成同时双稳态，可应用于量子信息等领域。
2024-04-15 physics.optics quant-ph
Coherent control of light transport in a dense and disordered atomic ensemble
光在密集无序的冷原子系综中的输运，其中原子偶极子的合作本质上改变了它们与辐射模式的耦合，为光-物质接口协议提供了另一种方法。在这里，我们展示了如何协同性和准静态偶极相互作用的影响下的电磁感应透明（EIT）的条件下的光传播过程。我们进行比较分析的自洽方法与从头计算微观计算，并强调原子间的相互作用中的偶极动力学的作用。我们的研究结果表明，在这样一个密集的和强烈的无序系统的EIT为基础的光存储协议保持相对不敏感的配置变化，可以得到基本上更少的原子比通常需要的稀配置。
2015-03-09 quant-ph
Quantum computer with dipole-dipole interacting two-level systems
一种可扩展的高性能量子处理器可以在固态主机中使用近共振偶极-偶极相互作用掺杂剂来实现。在该方案中，量子比特由有效二聚体的基态和亚辐射态表示，有效二聚体由成对的紧密间隔的二能级系统形成，而两量子比特纠缠要么依赖于二聚体之间的相干激发交换，要么由外部激光场介导。
2004-11-26 quant-ph
Rabi flopping between ground and Rydberg states with dipole-dipole atomic interactions
我们用$n\le 43$证明了少量$\rm{^{87}Rb}$原子在基态和里德伯态之间的Rabi翻转。相干布居振荡被观察到单原子flopping，而两个或两个以上的原子的存在下，退相干的振荡。我们证明了这些观测结果与里德伯原子的范德华相互作用是一致的。
2007-11-02 quant-ph
Engineering artificial atomic systems of giant electric dipole moment
提出在Paul trap中利用囚禁电子运动态构建具有巨电偶极矩的二能级人造原子系统，其EDM超越Rydberg原子，可实现高效相干控制，用于超高灵敏度电场传感等量子技术。
2023-04-21 quant-ph
Anisotropy-Induced Quantum Interference and Population Trapping Between Orthogonal Quantum Dot Exciton States in Semiconductor Cavity Systems
我们描述了如何设计量子点半导体腔系统来实现单个量子点中正交偶极态之间的各向异性诱导偶极-偶极耦合。我们考虑了单模腔结构中的量子点以及耦合到自旋态或线极化激子的光子晶体波导。我们证明了明显的偶极-偶极耦合控制激子的辐射衰减速率，并在长时间内形成纯纠缠态。我们研究了无场纠缠演化和相干泵浦激子制度，并展示了如何双泵浦方案可以完全消除相干拉比振荡的衰减，并导致人口陷阱。在莫洛制度，我们探索从驱动偶极子发射光谱，并显示如何非泵浦偶极子可以采取的形式的光谱三重态，五重态，或单重态，它具有应用程序，用于生产亚自然线宽单光子和更容易访问制度的高场量子光学和腔QED。
2016-11-24 quant-ph
Coherent Generation and Protection of Anticoherent Spin States
University of Liège（列日大学）
该研究提出了一种生成和保护反相干自旋态的协议，通过旋转和压缩脉冲循环以及动态去耦技术，提升相干性保护效果，应用于量子传感和纠缠研究。
2025-11-12 quant-ph
Phase-coherent detection of an optical dipole force by Doppler velocimetry
我们报告相位相干多普勒检测光学偶极子力使用大离子晶体中的潘宁陷阱。该技术是基于激光多普勒测速仪使用的循环过渡$^{9}$是$^{+}$近313 nm和质心（COM）离子运动模式。光偶极力被调谐以激发COM模式，并且与激发势同步的光子到达时间的测量显示与COM motional频率相称的周期的振荡。实验结果与驱动谐振子的定量模型进行了比较。该技术允许表征离子晶体中的运动模式;相对于驱动力的频率和相位信息的测量是关键的使能能力-与锁定检测相当-提供对通常在时间平均测量中不可用的参数的访问。这一额外的信息有助于区分近简并运动模式。
2011-03-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Harnessing dark states: coherent control in coupled cavity-Rydberg-atom systems
Hunan Normal University（湖南师范大学）
研究耦合腔-Rydberg原子系统中的暗态效应，通过箭头矩阵方法分析不同原子数目的暗态数量与形式，并提出通过检测特定量子态的Population来表征暗态的方法。
2026-04-09 quant-ph
Coherent Interactions Between Silicon-Vacancy Centers in Diamond
我们报告相干相互作用内的硅空位色中心的钻石合奏。相互作用归因于共振偶极-偶极耦合。此外，我们证明了控制共振中心对通过使用驱动光脉冲诱导集体，相互作用使能拉比振荡的合奏。非共振中心对不经历集体振荡。
2021-05-03 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement dynamics of qubits in a common environment
利用量子跃迁方法研究了两个或三个偶极-偶极耦合二能级原子与普通环境相互作用的量子寄存器的纠缠动力学。我们对纠缠动力学的研究表明，环境对模型中量子比特的纠缠具有双重作用。当环境破坏了相干偶极-偶极相互作用引起的纠缠时，它可以在最初以可分离态制备的量子比特之间产生稳定的纠缠。分析表明，正是初态中包含的无消相干纠缠态对稳定纠缠有贡献。我们的研究揭示了环境噪声是如何产生纠缠的，并揭示了环境噪声和量子比特相干相互作用对纠缠的影响。
2007-06-24 quant-ph
Long range magnetic dipole-dipole interaction mediated by a superconductor
量子计算和模拟需要量子比特之间的强相干耦合，这些量子比特可以在空间上分离。实现基于固态的自旋量子位的这种耦合是一个长期的挑战。在这里，我们从理论上研究了一种实现这种耦合的方法，该方法基于超导纳米结构，该超导纳米结构旨在引导量子比特产生的磁通量。我们详细的半经典的分析计算和模拟的磁场所产生的磁偶极子，描绘的自旋量子位，直接位于下面的纳米制造的孔在超导层。我们发现，这种结构可以引导磁通量，增强自旋量子比特之间的偶极-偶极相互作用，并改变其随距离的缩放，从而为可控地设计相互作用的自旋系统铺平了道路。
2021-07-11 quant-ph
Coherent room-temperature dipole synchronization in nanocavity sheets
University of Cambridge（剑桥大学）；University of St. Andrews（圣安德鲁斯大学）；University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文报道在非共振连续波泵浦下，局域有序等离子体纳米间隙二维阵列中形成室温同步偶极子态，该体系通过近场强耦合实现空间偶极子同步，但快速辐射和非辐射发射抑制时间光子相干性，为室温同步研究提供新平台。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Observation of Stueckelberg oscillations in dipole-dipole interactions
我们在外加射频场的里德伯原子间偶极-偶极相互作用中观察到了Stueckelberg振荡。振荡的射频场使两个分离体积中的冷里德伯原子之间的相互作用进入共振。我们观察到多光子跃迁时，变化的幅度的RF场和静态电场偏移。我们使用的角动量态显示了二次斯塔克位移，这导致了与线性位移态根本不同的行为。这两种情况下，理论上使用Floquet方法进行了研究，并进行了比较。与相互作用强度有关的边带的幅度在线性移位情况下由贝塞尔函数给出，在二次移位情况下由广义贝塞尔函数给出。这两个函数的振荡行为对应于Stueckelberg振荡，由半经典Landau-Zener-Stueckelberg模型描述的干扰效应。测量证明相干偶极-偶极相互作用期间至少0.6微秒。
2009-10-05 quant-ph
Entanglement dynamics in intensity-dependent double Jaynes-Cummings model for squeezed coherent thermal states
本文研究强度相关双Jaynes-Cummings模型中压缩相干热态下各子系统的纠缠动力学，揭示压缩与热光子互补作用及纠缠突然死亡现象，并表明适当选择相互作用参数、失谐和Kerr非线性可有效消除纠缠死亡。
2025-08-21 quant-ph
Analysis of radiatively stable entanglement in a system of two dipole-interacting three-level atoms
研究了利用激光双谐波连续驱动或脉冲驱动，在$Λ$组态中产生两个三能级偶极相互作用原子辐射稳定纠缠态的可能性。我们提出了三种方案，用于产生纠缠态，其中只涉及较低的状态的$Λ$系统，不容易受到辐射衰变。其中两个采用相干动力学来实现系统中的纠缠，而第三个使用光泵浦，即，一个本质上不连贯的过程。
2000-03-16 quant-ph
Coherence turned on by incoherent light
在生物学中关于非平凡量子效应的争论中，最相关的问题之一是关于自然光合作用。由于太阳光是由热光子组成的，因此人们认为它不能在物质中诱导量子相干性，因此量子力学与光吸收后的动力学过程无关。然而，我们目前对玩具"分子聚集体”的分析--由两个偶极-偶极相互作用的两能级原子组成，被视为一个开放量子系统--表明非相干激发确实可以触发持续存在的相干动力学：我们证明了由偶极-偶极相互作用引起的集体衰变过程会产生相干的分子间输运--而不管入射辐射的相干特性如何。我们的分析表明，稳态相干介导的分子之间的布居不平衡，因此，{ \it增加}与两个能级原子之间的能量差。我们的研究结果确立了集体衰变过程在超快量子物理研究中的重要性，特别是它们在非相干驱动量子输运中产生稳态相干性的潜在作用。
2018-07-27 quant-ph
Controlling interactions between quantum emitters using atom arrays
我们研究二维原子阵列作为一个平台来修改单个量子发射器的电磁环境。具体来说，我们证明了控制发射线宽，共振频率的变化，和本地增强的驱动场是可能的，由于强偶极-偶极相互作用有序，亚波长原子配置。我们证明，这些效应可以用来显着增强原子阵列内的远距离量子发射器之间的相干偶极-偶极相互作用。可能的实验实现和潜在的应用进行了讨论。
2020-05-05 quant-ph
Effect of the Atomic Dipole-Dipole Interaction on the Phase Diagrams of Field-Matter Interactions I: Variational procedure
在第二量子化方法中，我们建立了$n$能级原子系统的一般偶极-偶极哈密顿相互作用。利用物质与电磁场相干态的张量积，计算了在范德华力作用下$n$能级原子与$\ell$模场相互作用的变分能面.这是用来确定与系统的基态的量子相图和量化的偶极-偶极哈密顿相互作用的效果。通过考虑真实的诱导电偶极矩，我们发现了$2$ -和$3$ -能级原子系统分别与电磁场的$1$ -和$2$ -模相互作用时的量子相变.对于某些待定情形，我们提出了两种方法：通过对$2$级子系统的Casimir算子的期望值进行差分，以及通过最大化相邻变分解之间的Bures距离.
2021-10-22 quant-ph
Population inversion in two-level systems possessing permanent dipoles
裸态粒子数反转是在一个偶极矩阵元不为零的二能级系统中实现的。激光场共振驱动样品，而第二个较弱和较低频率的相干场额外地将其泵浦到与动态斯塔克分裂态的共振附近。由于激发态和基态裸态中存在不同的永久偶极矩，在所涉及的修饰态之间诱导了量子相干性，导致稳态中的反转。此外，大的折射率以及通过吸收或发射光谱确定对角矩阵元素是可行的。结果适用于可用的生物分子，自旋或不对称的量子点系统。
2015-07-10 quant-ph
Atoms, dipole waves, and strongly focused light beams
通过将场展开为多极波，描述了原子与强聚焦光束的共振相互作用。对于经典光场或相干态光场，我们发现散射光的强度分布和光子统计都完全由一组参数决定。一个关键的参数是场与原子中相应偶极跃迁对应的适当偶极波的重叠。我们计算了一组特定的强聚焦纵向偏振光的重叠，其光斑尺寸仅为$0.1λ^2$，如S. Quabis等人，应用物理B { \bf 72}，109（2001）。
2003-07-29 quant-ph
Superradiant Decay and Dipole-Dipole Interaction of Distant Atoms in a Two-Way Cascaded Cavity QED System
我们研究了一个由光纤耦合的微环形腔组成的双向级联腔QED系统。每个微环形腔支持两个反向传播的回音壁模式通过它们的倏逝场耦合到单个原子。我们研究了一对原子-微环系统，计算了单原子初始激发时进入光纤的自发发射谱。强耦合和坏腔制度，后者允许有效的原子-原子相互作用，通过原子-腔耦合和失谐控制：原子表现出集体自发发射，没有偶极-偶极相互作用或（相干）偶极-偶极相互作用和独立（单原子）的发射。这种切换相互作用特性的能力是双向耦合的一个特征，并将我们的双向级联系统连接到一维波导上。我们的坏腔结果的基础上，我们推广到许多原子微环系统通过光纤耦合。
2015-01-12 quant-ph
Pure and Mixed State Entanglement Dynamics in Tavis-Cummings Model with Squeezed Coherent Thermal States
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）
研究在Tavis-Cummings模型中，通过纯态和混合态的纠缠动力学比较，探讨压缩相干热态对纠缠行为的影响。
2026-01-01 quant-ph
Entanglement between two qubits one of which interacts with a thermal field
本文研究了偶极耦合二能级原子间的纠缠。建立了一个原子在无损耗腔中与单模热场相互作用，另一个原子在腔外自由运动的模型。我们考虑了原子相干性对纠缠行为的影响。结果表明，对于相干态和非相干态，只要腔平均光子数很小，热场就能引起原子间的高纠缠。在所考虑的模型中，即使两个原子最初处于激发态，原子也会纠缠。我们还导出了对于相干初态，纠缠度弱依赖于偶极-偶极相互作用的强度。
2015-05-16 quant-ph
Controlling dipole-dipole frequency shifts in a lattice-based optical atomic clock
基于利用囚禁在光晶格中的冷碱土原子实现光学原子钟的想法，我们从理论上研究了原子-原子相互作用对原子钟跃迁频率的微扰效应。这些相互作用是由与光激发原子相关的偶极场介导的。我们预测共振的功能时，原子偶极子之间的建设性干涉发生的频移。我们从理论上证明，通过微调适当设计的晶格几何形状的相干偶极偶极耦合，可以大大抑制不希望的频率偏移。
2003-08-12 cond-mat.soft quant-ph
Conditional quantum nonlocality in dimeric and trimeric arrays of organic molecules
共价键合的有机分子阵列由于所涉及的分子的跃迁偶极矩之间的强相干偶极-偶极耦合而具有用于光捕获和能量转移应用的潜力。在这里，我们表明，这样的分子系统，基于二萘嵌苯分子，可以被认为是量子比特的阵列，是服从激光驱动的量子相干控制。二萘嵌苯单体表现出比典型的门控时间长四个数量级的失相时间，从而允许在亚皮秒时间尺度上执行大量的门控操作。具体来说，我们展示了量子逻辑门和纠缠在二分（二聚体）和三方（三聚体）系统的基于二萘嵌苯的阵列。在二聚体中，可以产生具有定制纠缠度的自然纠缠态。通过检验Mermin不等式破坏证明了分子三聚体纠缠的非定域性。
2018-04-27 quant-ph
Propagation of optically tunable coherent radiation in a gas of polar molecules
相干的，光学修饰的介质组成的两个级别的分子系统没有反转对称性被认为是在微波域的相干辐射的全光可调谐源。理论模型和数值工具箱的开发，以确认的主要发现：产生的低频辐射，和这种低频信号的极性分子在气相介质中的积累和传播动力学。信号产生的物理机制依赖于永久偶极矩表征系统没有反转对称性。分子被直流电场极化，在实验室坐标系中产生永久电偶极矩;该力矩的方向和大小取决于分子状态。当系统被共振驱动时，偶极矩以拉比频率振荡，因此产生微波辐射。我们证明了输出信号频率的调谐能力与驱动幅度和失谐。我们发现，即使退相干机制，如自发发射可能会抑制输出场，基于脉冲照明的情况下产生的相干，可调的时间宽度的脉冲输出。最后，我们讨论了实验方案利用旋转水平的气体系综的hetererands双原子分子。
2020-12-07 physics.optics quant-ph
Three level atom optics in dipole traps and waveguides
类比的设置之间的三个原子陷阱耦合通过隧道和内部原子三能级系统与两个激光场相互作用的探索。在这种情况下，我们描述了一个STIRAP一样的过程，它允许移动原子之间的基态的两个陷阱电位和分析其鲁棒性。这种类比扩展到其他强大的和相干的传输计划和系统的一个以上的原子。最后将其应用于对波导中传播的原子波包的外自由度的控制。
2005-11-20 quant-ph
Cavity-QED based on collective magnetic dipole coupling: spin ensembles as hybrid two-level systems
我们分析了自旋系综与超导微波带状线结构的磁偶极耦合，并结合了基于约瑟夫森结的transmon量子比特。我们表明，这个系统是由嵌入Jaynes-Cummings模型描述：在强耦合制度，集体自旋波激发的电子系综拿起腔模式的非线性，这样的两个最低本征态的耦合自旋波+微波腔+约瑟夫森结系统定义一个混合的两能级系统。这里描述的建议使得能够使用自旋系综作为量子比特，其可以使用相同的非线性腔进行相干操纵和耦合。具有磁偶极跃迁的强耦合腔QED的可能性开辟了将先前提出的量子信息处理协议扩展到硅或石墨烯中的自旋的可能性，而不需要单电子约束。
2008-09-17 quant-ph
Coherent excitation-energy transfer and quantum entanglement in a dimer
我们研究了由两个二能级系统模型的施主和受主组成的二聚体中单激发的相干能量转移和量子纠缠。施主和受主之间存在偶极-偶极相互作用，这为相干能量转移和纠缠产生提供了物理机制。供体和受体偶联到两个独立的热浴，具有不耗散非偶联二聚体的能量的对角偶联。研究了施主和受主之间的能量失谐量以及两个热浴的温度对单激发能转移和纠缠产生的影响。结果表明，在低温极限下，单激发能转移的几率主要取决于能量失谐量。具体地说，正能量失谐和负能量失谐可以分别增加和降低稳态时的概率。然而，在高温极限下，能量失谐对概率的影响可以忽略不计。我们还发现，概率是可以忽略不计的依赖于两个热浴的浴温差。此外，还发现在相干能量转移过程中可以产生量子纠缠。随着浴温的升高，产生的稳态纠缠减小。对于一定的熔池温度，稳态纠缠随能量失谐量的绝对值的增大而减小。
2010-12-01 quant-ph
Coherent Diffusion of Polaritons in Atomic Media
相干扩散是指原子偶极在蒸汽中经历频繁碰撞而保持其相干性的运动。最近的理论和实验研究的相干扩散对关键的拉曼过程，即拉曼光谱，慢极化激元传播，和存储的光的影响，在这次学术讨论会上进行了审查。
2012-07-29 physics.atom-ph quant-ph
Coherent Excitation Transfer in a Spin Chain of Three Rydberg Atoms
我们研究了利用高激发可寻址里德伯原子实现的自旋链中的相干激发跳跃。的动力学是充分描述的XY自旋哈密顿与长程共振偶极-偶极耦合，规模为晶格间距的倒数三次方，$C_3/R^3$。实验数据表明，下一个邻居相互作用的重要性，这是表现为复苏的激发动力学。结果表明，里德伯原子阵列非常适合于自旋动力学的大尺度、高保真度量子模拟。
2015-03-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Different Types of Coherence: Young-type Interference versus Dicke Superradiance
迪克超辐射，即，相干辐射的增强的自发发射通常归因于由同步偶极子相干同相振荡所发射的辐射。与此同时，Dicke推导了超辐射假设原子处于纠缠Dicke态，不显示任何偶极矩。为了揭示这一明显的悖论，我们研究了两个相同的二能级原子在纠缠Dicke态或可分离的原子态与非零的偶极矩所产生的强度分布。我们发现，这两种配置产生类似的远场强度模式，但是，从根本上不同类型的相干性：而在第二种情况下，原子显示的单个粒子之间的相干性，导致杨型干涉已知从经典偶极子，原子在迪克状态具有集体相干性，导致增强的自发发射。这表明同步偶极产生的辐射和迪克超辐射是根本不同的现象，必须以不同的方式解释。
2021-05-11 physics.optics quant-ph
Ultrafast single-photon interference with a dipole qubit in a nanocavity
该研究提出洛伦兹核近似求解偶极-光子耦合含时薛定谔方程，揭示纳米腔中单光子干涉的超快相干动力学，还提出可通过相干脉冲调控稳态光谱及纳米腔强耦合通用判据。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Flipping electric dipole in the vibrational wave packet dynamics of carbon monoxide
受里德堡原子-离子束缚态偶极翻转机制启发，研究发现一氧化碳$^1Σ^+_g$电子基态振动波包动力学中存在偶极翻转，且可通过相干态参数调控其动力学特征。
2024-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Extended coherently delocalized states in a frozen Rydberg gas
由于里德伯原子之间的激发交换，长程偶极-偶极相互作用可以产生离域态。我们表明，即使在一个随机的气体中，许多单激子本征态是令人惊讶的离域，由大约四分之一的参与原子。我们确定了两种不同类型的本征态：一种是源于强相互作用的集群，导致局域态，一种是扩展到大型离域网络的原子。这两种类型的状态可以通过适当调谐的微波脉冲来激发和区分，并且它们的相对贡献可以通过Rydberg封锁和微波参数的选择来修改。
2020-05-07 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Coherent anharmonicity transfer from matter to light in the THz regime
针对少光子区非线性光学挑战，提出红外腔QED方法，利用量子阱偶极子与红外谐振腔的弱耦合实现功率依赖的非线性相移，为低功率THz脉冲相位控制提供新途径。
2023-09-21 physics.optics quant-ph
Dipole blockade without dipole-dipole interaction
偶极阻塞现象是强偶极-偶极相互作用的直接结果，其中由于双激发态移出共振而仅单个原子可以被激发。偶极封锁效应产生的非零纠缠度的两体纠缠是量子信息处理的重要资源。在这里，我们提出了一种新的物理机制来实现偶极封锁没有偶极-偶极相互作用，其中两个量子比特耦合到一个腔，由相干场驱动。通过适当地选择量子位在腔中的位置，并通过调整量子位和腔场的相对衰减强度，我们杀死了许多不需要的激发路径。这导致偶极阻断。此外，我们表明，这两个量子比特强烈纠缠在一个广泛的制度的系统参数。我们发现，这种偶极封锁的一个强有力的签名是腔光子的聚束特性，从而提供了一个可能的测量偶极封锁。我们提出的偶极封锁没有偶极-偶极相互作用的动力学特征。本文提出的方案不仅可以在传统的腔QED中实现，而且可以在包含边模的非腔拓扑光子学中实现。
2021-06-21 physics.optics quant-ph
Modeling of the energy transfer process in microtubules
本文模拟了细胞微管中的能量传递过程。讨论了库仑偶极-偶极相互作用连接的双光子系统作为能量载体。这项工作模拟了能量沿色氨酸链在微管中迁移的条件。结果表明，转移机制具有混合性质。因此，在具有强偶极-偶极相互作用的两个或三个量子阱内，由于激子相干机制而发生能量转换过程。在偶极-偶极相互作用较弱的情况下，由于感应共振机制而发生能量转换过程。这项工作的结果使我们能够谈论微管的可能信号功能，传输有关其偶极-偶极结构中局部诱导的过程的信号。微管中的能量传递是一种量子现象。
2023-03-06 physics.bio-ph quant-ph
Quantum Zeno suppression of dipole-dipole forces
我们考虑了嵌入超冷气体中的高激发态里德伯原子二聚体中由于共振偶极-偶极相互作用引起的原子间力。这些力量依赖于一个相干叠加的两个原子的电子状态，这是破坏了连续监测的二聚体状态通过检测方案利用可控的相互作用与背景气体原子。我们发现，这种内在的退相干的分子能量表面可以逐渐恶化的排斥二聚体状态，造成吸引力和排斥字符的混合。对于足够强的退相干，类泽诺效应导致原子间力的完全停滞。最后，我们展示了如何短的散肩脉冲可以可控地重新分配不同的分子能量表面之间的人口。
2016-11-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Coherent perfect nanoabsorbers based on negative refraction
基于解析偶极子模型分析和数值模拟，我们提出了发散光束相干完美纳米吸收体（CPNAs）的概念。这个概念利用了具有负折射和小损耗的平板的特性。所提出的CPNA器件将允许在纳米级区域中聚焦辐射，因此可以应用于光学纳米器件中，用于读取基于单光子量子比特的量子计算的结果等多种目的。
2012-02-08 physics.optics quant-ph
Tailoring the degree of entanglement of two coherently coupled quantum emitters
量子纠缠非局域态的控制和操纵是量子信息处理发展的关键步骤。一个有希望的途径，以实现这种状态在广泛的规模是耦合固态量子发射器通过他们的相干偶极-偶极相互作用。纠缠本身就具有挑战性，因为它需要发射极之间的纳米距离和几乎简并的电子跃迁。实现高光谱成像，以确定耦合的有机分子对被困在一个低温矩阵，我们达到独特的光谱特征的最大分子纠缠通过斯塔克效应调谐的量子发射器的光学共振。我们还展示了长寿命的亚辐射离域态的远场选择性激发与激光场的振幅和相位定制。有趣的是，纠缠分子的光学纳米图像揭示了由其激发途径中的量子干涉引起的新的空间特征，并揭示了每个量子发射体的确切位置。受控的分子纠缠可以作为一个实验平台来破译由相干耦合控制的更复杂的物理或生物机制，并为实现新的量子信息处理平台铺平道路。
2021-09-22 physics.optics quant-ph
Dipole coupling of a double quantum dot to a microwave resonator
固态系统中的量子相干性已经在超导电路和半导体量子点中得到证实。这为研究用于量子信息处理的固态系统铺平了道路，与基于原子、离子和光子的其他系统相比，固态系统具有可扩展性的潜在好处。超导电路与微波光子的相干耦合，即电路量子电动力学（QED），开辟了新的研究方向，使量子比特的长距离耦合成为可能。在这里，我们演示了如何超导微波谐振器的电磁场可以耦合到半导体双量子点。双点的电荷稳定性图，通常由直流（DC）传输技术测量，通过色散的耦合谐振器的频移进行了研究。这种混合全固态方法提供了在一个芯片上相干耦合多个量子点和超导量子比特的可能性，并提供了一种用于半导体量子结构的高分辨率光谱学的方法。
2011-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nondestructive light-shift measurements of single atoms in optical dipole traps
我们用一种非破坏性的探测技术测量了单个光阱~（87）Rb原子的~（5S）{1/2}，F=2到~（5 P）{3/2}，F '= 3跃迁的交流斯塔克位移，这种技术使我们能够测量同一个原子的荧光信号超过60秒。这些测量允许有效和快速表征的单原子陷阱，需要许多相干量子信息协议。虽然这种方法是使用单原子阱演示，但这个概念很容易扩展到可分辨的原子阵列。
2013-05-23 physics.atom-ph quant-ph
Extraordinary subradiance with lossless excitation transfer in dipole-coupled nano-rings of quantum emitters
亚波长间隔的偶极耦合量子发射器环具有很少的辐射，但非常多的亚辐射集体模式。这些显示出形成纳米级高Q光学谐振器的3D限制的空间辐射场图案。我们表明，定制的几何形状，方向和两个这样的环之间的距离允许增加相干环到环耦合与自由空间发射的几个数量级的比率。特别是，我们发现，次辐射激发，当离域在几个环网站，有效地传输之间的环具有高保真度。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Active Suppression of Quantum Dephasing in Resonantly Driven Ensembles
本文通过量子控制方法抑制随机原子位置导致的退相干，在里德堡气体中实现了偶极驱动的拉比振荡，并类比准相位匹配放大布居转移，模拟验证了其普适性。
2024-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Optical coherent manipulation of alkaline-earth circular Rydberg states
里德伯原子是量子技术的理想工具。由于它们的大尺寸，它们在微米级距离上的偶极-偶极相互作用以及它们与外部场的耦合是巨大的。最近的实验生动地展示了他们对量子模拟的兴趣，尽管由于相对较短的寿命的光学可访问的里德伯能级的限制。这些限制激发了人们对长寿命圆形里德堡态的新兴趣。然而，到目前为止，探测它们要么是破坏性的，要么是复杂的。此外，碱循环态只能通过微波场来操纵，无法寻址单个原子。具有光学活性第二价电子的碱土金属圆态可以避免这些问题。在这里，我们展示了如何使用锶的两个价电子之间的静电耦合相干操纵一个圆形的里德堡态的光脉冲。我们也使用这种耦合映射到离子核的里德堡电子的状态。该实验为圆态的状态选择性空间分辨无损检测开辟了道路，并为量子技术实现混合光学微波平台开辟了道路。
2021-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Coherent radiation by molecular magnets
研究了分子磁体产生相干辐射的可能性。结果表明，为了实现相干辐射，有必要将所考虑的样品耦合到谐振电路。描述这种现象的理论开发，基于一个现实的微观哈密顿量，包括塞曼条款，单站点各向异性，和偶极相互作用。研究了分子自旋和核自旋之间的超精细相互作用的作用。给出了自旋演化方程的数值解。
2005-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
