Periodically Driven Array of Single Rydberg Atoms
研究了在调频光场驱动下的单里德伯原子阵列。周期性调制有效地修改拉比耦合,导致在里德伯-里德伯相互作用的存在下前所未有的动态。它们包括状态依赖的人口陷阱,里德伯封锁小和反封锁在大的相互作用强度。有趣的是,Schriffi-wolf变换揭示了Rydberg气体中的一个基本过程,相关的拉比振荡,从长程相互作用中产生的,提供了另一种描述Rydberg封锁,它表现出非平凡的行为存在的周期性调制。本文讨论了驱动里德伯格点中多体组态的动力学局域化。
2017-10-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet-Resolved Dissipation Selects Entanglement Beyond Population Spectroscopy
Università di Catania(卡塔尼亚大学);Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia(西西里核物理与物质结构研究中心);INFN, Sez. Catania(意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部)
该研究针对周期驱动量子器件,对比PHDA与FBM两种耗散描述,发现布居相似但纠缠特性差异显著,确立相干性敏感可观测量为量子态工程的关键验证基准。
2026-08-13 quant-ph
Quantum thermodynamics of periodically driven polaritonic systems
本文研究了室温下定态周期驱动极化激元系统的能量分布和量子热力学。具体来说,我们考虑激子强烈耦合到谐振子和量化的能量重组这两个系统之间的相互作用作为耦合强度,驱动力和失谐的函数。在推导了弱环境相互作用下极化激元密度矩阵的量子主方程后,得到了耗散的时间传播子和平衡初态的长时间演化.这种方法提供了直接访问的定态,克服了在数值演化弱阻尼量子系统共振附近的困难,也提供了地图上的极化激元线形。然后,我们计算了谐波调制过程中的热力学性能,并证明了最大效率发生在谐振。我们还提供了一个表达式的不可逆热率和数值证明,这符合热力学定律。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time molecules with periodically driven interacting qubits
我们提供了一个时间量子力学干涉现象:时间分子(TM)的数值证据。在受到周期为$T$的周期性$π$脉冲序列的两个相互作用的量子比特的动力学中观察到各种这样的频闪状态。TM在时间上周期性地出现并且具有大的持续时间$δt_\mathrm{TM} \gg T$。所有的TM表现出几乎为零的总偏振值和纠缠熵$S$的强烈增强到相应的贝尔态的最大值$S=\ln 2$。TM是由Floquet本征值的可重性和最大纠缠Floquet本征态的存在而产生的。TM在失谐系统参数和增加的量子位数的情况下保持稳定。在微波实验中可以用超导量子比特阵列观察到TM。
2020-09-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Exceptional points and exponential sensitivity for periodically driven Lindblad equations
针对二能级周期驱动Lindblad方程,结合绝热对角化、数值模拟与Floquet理论分析,揭示了例外点的存在及其对系统演化的影响,还发现了不同衰减速率下的能谱特征与本征值的指数敏感性。
2023-08-28 quant-ph
Finite-size scaling of the entanglement entropy of the quantum Ising chain with homogeneous, periodically modulated and random couplings
利用自由费米子技术,研究了横向场中大的有限量子伊辛链中相邻自旋块的纠缠熵,其中耦合类型有:均匀耦合、周期调制耦合和随机耦合.我们进行了系统的研究,在量子临界点的有限尺寸效应,并评估subleading修正开放和周期性的边界条件。对于对应于有限链的一半的块,作为控制参数(例如,横向场)的函数的熵的最大值的位置可以定义有限样本中的有效临界点。在均匀链的基础上,我们证明了量子相变附近熵的标度行为符合普适性假设,并计算了有效临界点的移动,它在开边界和周期边界条件下具有不同的标度行为.
2008-06-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for population transfer and maximum entanglement creation between two atoms in a cavity
基于腔量子电子动力学(CQED)系统,利用Berry提出的“无跃迁量子驱动”方法,构造了两个$Λ$型原子间的布居转移和最大纠缠产生的捷径.通过引入辅助激发能级、经典驱动场和腔场模,设计了一个有效的哈密顿量来补充或替代原参考哈密顿量,并在任意短的时间内引导系统沿其瞬时本征态演化,从而加快了粒子数转移的速率,并使腔中两原子间产生最大纠缠.数值模拟表明,我们的捷径的性能是强大的原子自发发射和腔光子泄漏造成的退相干。
2014-01-10 quant-ph
Phase transitions from Heating to non-heating in SU(1, 1) quantum dynamics: applications to Bose-Einstein condensates and periodically driven coupled oscillators
本研究针对具有SU(1,1)结构的非平衡量子系统,通过莫比乌斯变换映射其动力学轨迹,揭示加热与非加热相变,在玻色-爱因斯坦凝聚体和周期驱动耦合振荡器中验证了相特征,并发现加热区纠缠熵增长率的不连续性。
2024-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Landau-Zener transitions in a qubit periodically driven in both longitudinal and transverse directions
我们从理论上研究了在两个经典场(射频场和微波场)作用下自旋量子比特的纵向和横向周期性运动的动力学行为,其中射频场和微波场具有相位差$ϕ$ .量子位同时局部地经受线性极化磁场,该线性极化磁场在纵向方向上的简并点处改变其符号,并且在横向方向上保持恒定。我们将RF和MW信号分别转换为磁场的纵向和横向分量。所提出的模型可用于优化量子器件中量子比特的控制。所应用的各种场与{ \it接近解耦}自旋量子位与其环境相关,最小化退相干效应并改善相干时间。这项研究是在薛定谔和布洛赫图片。我们认为弱和强纵向驱动的限制,通过比较非绝热跃迁的特征时间与纵向驱动的相干时间。人口的表达式进行了比较,数值和显着的协议,观察到这两种解决方案几乎是不可辨别的。
2017-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant Population Transfer in the Time-Dependent Quantum Elliptical Billiard
我们以呼吸模式为例,分析了含时椭圆台球的量子动力学。基于一系列的变换,从而消除了边界条件的时间依赖性,发展了一种任意初始状态的时间传播的数值方法。研究了不同初态能量随时间的演化。在时间演化期间达到的最大和最小能量示出了作为所施加的驱动频率的函数的一系列共振。在这些共振下,较高(或较低)的态被周期性地填充,导致观察到的能量变化。当驱动频率或其倍数与两个相关状态之间的平均能量差完全匹配时,就会发生共振。这张照片证实了一个少层次的周期性耦合的拉比模型,再现我们的数值研究的关键结果。
2011-06-27 quant-ph
Broadband Quantum Photon Source in Step-Chirped Periodically Poled Lithium Niobate Waveguide
本文设计制备6.82 mm阶梯啁啾CPPLN波导,利用宽带准相位匹配实现高效SHG与带宽达99 THz的SPDC宽带光子对产生。
2025-10-04 physics.optics quant-ph
Generating pairwise entanglement in periodically driven quantum spin chains with stochastic resetting
School of Physical Sciences, Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学培养协会物理科学学院);International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所国际理论科学中心);LPTMS, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay(巴黎南大学、萨克雷大学,法国国家科学研究中心理论与物质物理实验室)
研究通过随机重置在周期驱动的量子自旋链稳态中生成配对纠缠,发现临界重置率和最优重置率随驱动频率非单调变化,通过精确对角化验证了XY模型和非积分Rydberg自旋链的结果。
2026-07-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Survival of current in a periodically driven hard-core bosonic system
我们研究了最初通过在硬核玻色子(HCB)链的边界处施加扭曲而引起的电流的存活,受到周期性的双$δ$函数在交错的现场势中的踢。我们研究的电流和所做的工作,在长时间的限制作为一个功能的驱动频率的系统。与最近在HCB链中的观察一样,在交错的现场电位中具有单个$δ$函数踢,在这里,我们也观察到电流中的许多凹陷,并且在驱动频率的某些特定值下,在系统上所做的功中同时观察到许多峰值。然而,与单踢的情况下,在这里,我们没有观察到一个完全消失的电流在一个高的驱动频率的限制,这表明在双$δ$ -功能踢HCB链中没有任何动态本地化。我们的分析估计的饱和电流和饱和功完成,定义在一个大的时间与高驱动频率的限制,匹配非常好的精确的数字。在由非常小的扭转$ν$引起的非常小的初始电流的情况下,我们观察到饱和电流与$ν$成比例。最后,我们研究了半满HCB链的时间演化,其中粒子位于链的中心部分。我们观察到粒子在光锥状区域内以群速度最大值决定的速率线性扩散。除了一个非常平凡的情况下,最大群速度永远不会消失,因此我们没有观察到任何动力学本地化系统。
2019-10-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Closed-loop three-level charged quantum battery
量子电池是量子系统中的能量存储或提取设备。在这里,我们提出了一个闭环量子电池,通过利用一个闭环三态量子系统,其中的人口动力学依赖于三个控制场和相关的相位。研究了闭环三能级量子电池的充电过程。由于系统中第三场的存在,形成闭合轮廓相互作用,大大提高了充电性能。通过选择合适的第三控制域,可以提高最大平均功率,甚至远远超过非闭环三能级量子电池最理想的最大功率值(对应于以最小量子限速时间和最大充电能量可获得的最大充电功率)。我们研究了全局驱动场相位对充电过程的影响,发现在不同的控制场下,最大可提取功(“各向同性”)和充电功率呈周期性变化,周期为$2π$ .氮空位自旋可能的实验实施进行了讨论。
2020-04-20 quant-ph
Gauge potentials and vortices in the Fock space of a pair of periodically driven Bose-Einstein condensates
本文研究了周期性驱动双势阱中两物种玻色-爱因斯坦凝聚体的耦合动力学,利用 Floquet 分析推导出含人工规范场的有效哈密顿量,发现种内吸引相互作用达临界值时基态在 Fock 空间发生从高斯态到量子化涡旋态的转变。
2024-10-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Work statistics in the periodically driven quartic oscillator: classical versus quantum dynamics
在纳米系统的热力学中,经典和量子力学描述之间的关系特别重要。为了仔细研究这种对应关系,我们研究了一个非谐振子驱动的周期性外力与缓慢变化的振幅经典和量子力学的框架内。驱动引起的振子能量变化与系统功的概率分布密切相关。随着驱动的幅度$λ(t)$从零增加到最大值$λ_{max}$,然后再次回到零,初始和最终哈密顿量一致。然后,主要的感兴趣的量是从初始能量$E_i$到最终能量$E_f$的跃迁的概率密度$P(E_f|E_i)$。在经典的情况下,非对角跃迁与$E_f\neq E_i$主要是由于分界线交叉的机制。我们表明,近似的分析结果内的钟摆近似是根据数值模拟。在量子的情况下,数值精确的结果补充分析参数采用Floquet理论。对于经典和量子情形,我们对$P(E_f|E_i)$随驱动的最大振幅$λ_{max}$的周期性变化提供了直观的解释.
2020-08-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimal control of population and coherence in three-level $Λ$ systems
最优控制理论的实现,一个有效的人口转移和创建一个最大的三能级系统的一致性被认为是。我们证明了半STIRAP(受激拉曼绝热通道)方案的最大拉曼相干的创建是根据最优控制理论的最优解决方案。我们还提出了一个比较研究的最优控制理论的几个实施方案,适用于完整的人口转移和创造的最大连贯性。分析了共轭梯度法、Zhu-Rabitz法和Krotov法的性能。
2011-04-24 physics.chem-ph quant-ph
Periodically-driven facilitated high-efficiency dissipative entanglement with Rydberg atoms
利用含时周期场可以有效地改变系统的拉比耦合,表现出非平凡动力学。我们提出了一个方案,表明这一功能可以应用于加速形成耗散稳定的纠缠的基础上Rydberg反封锁机制在一个简化的配置,从根本上源于外部场调制频率和系统的特征频率之间的频率匹配。当最佳调制频率与驱动场的中心频率相等时,双激发里德堡态有足够的停留时间进行不可逆的自发衰变到目标态,从而加速了量子纠缠度的稳定性,纠缠度约为0.98,纠缠度的形成时间小于400μs.我们发现,一个全球性的最大保真度受益于微波场耦合和自发衰变强度的一致性,该计划承诺一个强大的不敏感的初始人口分布。这种利用周期驱动产生耗散纠缠态的简单方法可能为Rydberg量子技术和量子信息的研究提供一个新的实验方向。
2020-03-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum Criticality and Population Trapping of Fermions by Non-Equilibrium Lattice Modulations
研究了三维光晶格中相互作用费米子原子的超冷气体,其中晶格势强度是周期性调制的。这种非平衡系统的非微扰描述的Mott-Hubbard系统采用广义动力学平均场论(DMFT)的Keldysh-Floquet-Green函数的方法。不同原子之间的强排斥相互作用导致平衡系统的莫特绝缘体状态,但是在零温度下的额外外部驱动产生非平衡量子临界行为,其中产生无限数量的Floquet状态并且给出到液体和导电相的转变。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Quantum correlations in periodically driven spin chains: Revivals and steady-state properties
我们研究微观量子关联的动力学,即,在横向周期性变化的外磁场作用下,研究了Ising自旋链中最近邻点之间的量子不协调和两体纠缠.量子关联在有限尺寸链中随着驱动循环呈现出周期性的复苏。首次复活的时间与系统的大小成正比,与Floquet准粒子的最大群速度成反比。另一方面,在足够大数量的驱动循环之后,无限链中的局域量子关联可能变得饱和到非零值。此外,我们调查的局部密度矩阵,从所研究的量子关联起源,对最终的稳态密度矩阵作为驱动周期的函数的收敛。我们发现非平衡态和稳态的约化密度矩阵之间的几何距离$d$服从$d \sim n^{-B}$形式的幂律标度,其中$n$是驱动循环数,$B$是标度指数。稳态量子关联作为驱动场的时间周期的函数进行了研究,并在频域中的显着峰值的存在下进行标记。通过探测Floquet哈密顿量的能带结构和最近邻点间二分态的纯度,可以进一步理解稳态特征。最后,我们比较了局域量子关联与正则吉布斯系综的稳态值,并推断了它们的正则遍历性质。此外,我们确定的遍历属性的通用功能取决于初始状态的量子相位和重复驱动的路径,可能是在同一量子相位或跨越两个不同的平衡相位。
2019-07-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-Body Structural Effects in Periodically Driven Quantum Batteries
Bar-Ilan University(巴伊兰大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心)
本研究揭示了多体结构对周期驱动量子电池充电性能的影响,发现长程非可积性是实现高效集体充电的关键因素。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effects of interference in the dynamics of spin-1/2 transverse XY Chain driven periodically through quantum critical points
利用$|t| \leq t_f = π/ω$研究了一维自旋为1/2的$XY$模型在横向场($h(t)$)作用下的猝灭动力学.我们还考虑了磁场由振荡和线性变化分量组成的情况,即,$h(t) = h_0\cos{ωt} + t/τ$。我们的目的是估计的缺陷密度和局域熵密度的最终状态,如果系统是最初准备在其基态。对于一个单一的交叉通过量子临界点与$h = h_0\cos{ωt}$,在最终状态的缺陷的密度计算通过映射的动力学等价的朗道齐纳问题的交叉点附近的线性化,并发现变化为$\sqrtω$的限制小$ω$。另一方面,局部熵密度被发现达到最大值作为$ω$的功能附近的特征尺度$ω_0$。扩展到多个交叉点的情况下,我们表明,某些谐振模式的非平凡的干扰效应只有助于生产的缺陷。扭结密度以及对角熵密度显示振荡依赖于振荡的完整周期的数量。最后,在振荡分量顶部的横向场中包含线性项,导致扭结密度随着$τ$和$ω$连续减小。与前面研究的情况形成鲜明对比的熵密度显示单调增长与$τ$和$ω$。我们也提出了适当的标度关系的缺陷密度在上述情况下,并比较结果与数值结果通过积分薛定谔方程。
2009-05-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficiency at maximum $\dotΩ$ figure of merit of a spin half quantum heat engine in the presence of external magnetic field
本文研究外磁场下以自旋半粒子为工质的有限时间量子热机,发现其在最大$\dotΩ$品质因数下的效率可超过已知界限并接近卡诺效率,表明粒子布居数的集体量子效应能显著提升热机性能。
2023-12-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Ultrafast and efficient coherence creation in Λ-like atomic systems driven by nonlinearly chirped few-cycle pulses
我们报道了一种超快和有效的方法,在两个非线性啁啾的几个周期的脉冲驱动下,在类α原子系统中产生两个较低态之间的最大相干性。通过求解适当的密度矩阵方程,在不引入旋转波近似的情况下,研究了相干布居俘获和电磁诱导布居转移现象。数值实验证明了该方案对激光参数变化的鲁棒性。我们还证明了所提出的方案可以用来获得完整的人口转移到一个最初的空基态。
2011-11-17 physics.atm-clus quant-ph
Photon-assisted Landau-Zener transitions in a periodically driven Rabi dimer coupled to a dissipative mode
研究了一个混合电路量子电动力学器件中的多光子辅助Landau-Zener(LZ)跃迁,其中两个相互作用的传输线谐振器中的每一个都耦合到一个量子比特,量子比特由周期性驱动场驱动,并耦合到一个共同的声子模。整个复合系统的量子态的建模使用多$\rm D_2$ Ancilor与时间相关的Dirac-Frenkel变分原理相结合。通过对其中一个量子比特施加正弦驱动场,该装置是通过比较两个量子比特的动力学来研究光子辅助LZ跃迁的理想平台。当光子频率远小于驱动振幅时,会发生一系列干涉光子辅助的LZ跃迁。一旦这两个能量尺度是可比的,独立的LZ跃迁出现,并使用能量图揭示了一个过渡途径。结果表明,绝热和非绝热转变都参与了动力学过程。用于模拟环境对LZ跃迁的影响,耦合到量子位的公共声子模式允许更多可用的状态来促进LZ跃迁。一个解析公式得到估计的短时间声子人口和产生的结果与数值计算合理的协议。利用系统中的光子辅助LZ跃迁的知识,我们可以精确地操纵量子比特态,并通过向两个量子比特施加驱动场成功地产生具有方波图案的量子比特动力学,为量子信息设备和量子计算机中操纵量子比特和光子的状态开辟了新的途径
2021-01-08 cond-mat.other physics.atom-ph physics.chem-ph