The Lie algebra Structure and Nonlinear Controllability of Spin Systems
本文研究了浸入电磁场中的自旋粒子网络的能控性和李代数结构。我们将李代数结构与图的性质联系起来，图的节点代表粒子，边连接两个节点当且仅当两个相应粒子之间的相互作用是活跃的。对于具有不同旋磁比的网络，我们根据上述图的性质给出了能控的充要条件，并描述了每种情况下的李代数结构。对于这些系统，所有的可控性概念，包括驱动演化算子和/或状态的可能性，都是等价的。对于一般的网络（具有可能相等的旋磁比），我们给出了可控性的一个充分条件。粒子之间的相互作用的一般形式的假设，其中包括伊辛和海森堡模型作为特殊情况。假设海森堡相互作用，我们提供了一个分析的低维情况下（粒子数小于或等于三个），其中包括必要和充分的可控性条件，以及他们的李代数结构的研究。这也提供了量子力学系统的一个例子，其中状态的可控性得到验证，而演化算子的可控性没有得到验证。
2001-08-31 quant-ph
Cartan Decomposition of SU(2^n), Constructive Controllability of Spin systems and Universal Quantum Computing
在本文中，我们提供了一个显式的参数化的任意幺正变换作用于n量子比特，在一个和两个量子比特的量子门。该构造基于半单李群SU（2^n）的连续Cartan分解。该分解突出了从量子门构建任意幺正变换的几何方面，并明确了在$n耦合自旋上实现任意幺正变换的脉冲序列的选择。最后，我们对设计过程的最优性进行了观察。
2000-10-29 quant-ph
Symmetry & Controllability for Spin Networks with a Single-Node Control
本文研究了XXZ耦合自旋网络的对称性与子空间能控性之间的关系。这样的网络分解成激发子空间。专注于单激发子空间，它示出，对于单节点Z-控制外部对称性的特征在于具有零重叠与控制节点的系统哈密顿量的本征态，并且没有内部对称性。它进一步表明，有对称性，即使在存在随机扰动。对于均匀耦合的XXZ链，给出了所有可能对称性的特征，这表明对我们控制的节点的位置有很强的依赖性。最后，它严格示出了均匀海森堡和XX链受到单节点Z-控制，对称性的缺乏不仅是必要的，但充分的子空间可控性。后者的方法，然后推广到建立简单的分支网络的可控性结果。
2011-02-17 quant-ph
Controllability of the Periodic Quantum Ising Spin Chain
本文研究周期性量子伊辛自旋链的可控性，证明其动力学李代数为 (3n-1) 维，并将控制问题在模去二维中心后归结为同时控制 n-1 个自旋 1/2 粒子。
2024-05-01 math-ph math.MP quant-ph
Controllability and Observability of Multi-Spin Systems: Constraints by Symmetry and by Relaxation
我们研究了多自旋系统在各种耦合类型和拓扑结构的对称性体系结构中的普遍性。在对称性约束下，提供了显式的可达集。因此，对于一个给定的（可能是对称的）实验耦合架构的几个决策问题可以解决一个统一的方式：（i）可以模拟目标哈密顿？(ii)可以合成目标门吗？(iii)系统在多大程度上可被给定的一组检测操作员观察到？和，作为后者的特殊情况下，（iv）可以确定一个潜在的系统哈密顿与一组给定的检测算子？最后，反过来，缺乏对称性为完全可控性提供了一个方便的必要条件。虽然通常比公认的李代数秩条件更容易评估，但这是不够的，除非候选动态简单李代数可以被唯一地预先识别，幸运的是这比预期的要简单。
2009-05-16 quant-ph
Dynamical recurrence and the quantum control of coupled oscillators
可控性-通过应用一组可用操作来执行任何目标动态的可能性-是任何物理系统实际使用的基本要求。对于有限维系统，例如自旋系统，建立可控性的精确准则，如所谓的秩准则，是众所周知的。然而，大多数物理系统需要一个描述方面的无穷维希尔伯特空间的可控性了解甚少。在这里，我们研究无限维玻色子量子系统-包括量子光，玻色子原子的合奏，离子的运动自由度，和纳米机械振荡器-由二次哈密顿（这样他们的演变是类似于耦合谐振子）。在突出了Hilbert空间中的能控性和递归性之间的密切联系之后，我们证明了，对于耦合振子，必须满足一个简单的额外条件才能将秩准则扩展到无限维二次系统。此外，我们提出了一个有用的应用，我们的发现，通过证明间接可控的谐振子链。
2012-04-10 quant-ph
High-throughput assessment of defect-nuclear spin register controllability for quantum memory applications
针对量子存储中缺陷-核自旋寄存器可控性评估效率低的问题，提出一种高效系统评估方法，量化了SiC中双物种核寄存器的纠缠门性能，可指导高通量筛选适配的量子存储缺陷系统。
2024-05-21 quant-ph
Global controllability with a single local actuator
我们表明，我们可以实现全局密度算子的可控性，大多数N维双线性哈密顿控制系统与一般固定耦合使用一个单一的，本地代理的致动器，调制一个能级跃迁。可控性取决于致动器的位置，并依赖于没有分解成非相互作用的子群或对称性限制的动力学SU（N）的一个子群。这些结果被应用到自旋链系统，并用于显式地构建一个单一的二进制值开关执行器的控制序列。
2008-06-06 quant-ph
Quantifying the limits of controllability for the nitrogen-vacancy electron spin defect
本研究通过超越旋转波近似的高精度模拟与量子最优控制，量化了金刚石氮-空位中心电子自旋在粒子数反转中的可控性极限，揭示了短控制时间下的指数级资源需求及非马尔可夫效应，并确定了高保真多脉冲序列的纳秒级可实现区间。
2024-09-24 cond-mat.other quant-ph
Controllability and universal three-qubit quantum computation with trapped electron states
我们展示了如何控制和执行通用的三量子比特量子计算与捕获的电子量子态。这三个量子比特是电子自旋，以及回旋加速器和轴向谐振子的前两个量子态。我们明确地展示了如何通用门可以执行。作为一个非平凡的量子算法的例子，我们概述了Deutsch-Jozsa算法在这个系统中的实现。
2008-02-20 quant-ph
Symmetry Principles in Quantum Systems Theory
从对称性的角度研究了自旋系统、费米子系统和玻色子系统的能控性和可模拟性等一般动力学性质。对称性可能是由于相互作用拓扑或由于系统和控制哈密顿量的结构和表示。在任何一种情况下，它们显然都需要运动常数。相反，对称性的缺乏意味着不可约性，并为完全可控性提供了一个方便的必要条件，比公认的李代数秩条件更容易评估。我们给出了su（2^n）的不可约单子代数的完备格，其中n=15个量子比特。它补充了对称条件，允许简单的测试解决齐次线性方程过滤不可约酉表示的其他候选代数的经典类型以及例外类型。- 给出的不可约简单子代数的格也决定了自旋或费米子或玻色子性质的动力学系统的相互可模拟性。我们说明如何控制二次费米子（和玻色子）系统可以模拟自旋系统，在某些情况下，反之亦然。
2011-07-21 math-ph math.MP quant-ph
Strategies and trade-offs for controllability and memory time of ultra-high-quality microwave cavities in circuit QED
针对三维超高品质微波腔因大模式体积导致控制效率低且易受反向 Purcell 效应影响的问题，提出利用最先进的 transmon 和 SNAIL 器件实现秒级寿命腔体高效读写与存储的协议及路线图。
2024-03-23 quant-ph
Ensemble qubit controllability with a single control via adiabatic and rotating wave approximations
在物理学文献中，经常可以看到旋转波近似和绝热近似“级联”使用，以证明由一个外场驱动的二能级量子系统使用啁啾脉冲的合理性，特别是当系统的谐振频率不精确时。这两种近似都需要较长的时间，并且基本上是基于动力系统的平均理论。不幸的是，这两种近似不能独立进行，因为在某种意义上，这两种时间尺度相互作用。本文的目的是研究如何级联的两个近似可以被证明是合理的，以及如何成为大的最后时间的保真度去一，同时保持的绝热策略的鲁棒性。我们的第一个结果，高阶平均技术的基础上，给出了一个精确的量化的共振频率的不确定性区间的人口反转工程。作为这个结果的副产品，我们证明了它是可能的控制一个单一的实值控制的自旋系统的合奏，提供了一个非平凡的扩展的著名结果合奏可控性与两个控制Khaneja和李。
2021-05-10 math-ph math.DS math.MP
Indirect control with quantum accessor (I): coherent control of multi-level system via qubit chain
研究了任意有限维量子系统（N维量子系统）通过量子存取器的间接可控性。在这里，qudit耦合到量子存取器，该量子存取器被建模为具有最近邻（各向异性）XY耦合的完全可控的自旋链。详细研究了这种间接控制系统的完全能控性。一般方法适用于二维和三维量子系统的间接可控性。对于二维和三维系统，本文还提出了一种简单的间接控制方案。
2007-03-23 quant-ph
Symmetry and Exact Solutions of General Spin-Boson Models
The Basque Country University (EHU/UPV)（巴斯克国家大学）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯科，巴斯克科学基金会）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克国家大学）；Beijing Key Laboratory of Quantum Matter State Control and Ultra-Precision Measurement Technology（北京量子物质态控制与超精密测量技术重点实验室）
本文通过利用对称性，推导了自旋-玻色模型的谱，并展示了双模情况的精确解。
2026-03-03 math-ph math.MP quant-ph
Extending third quantization with commuting observables: a dissipative spin-boson model
本研究针对含玻色子与自旋的开放量子系统的Lindblad-Gorini-Kossakowski-Sudarshan主方程，利用可交换自旋算符耦合的特性扩展第三次量子化方法，求解其谱问题与初值问题，并以单个开放自旋-玻色子模型为例进行了详细推导。
2023-08-09 math-ph math.MP quant-ph
Exact solution of the Schrodinger equation with the spin-boson Hamiltonian
我们解决的问题，获得精确的约化动力学的自旋半（量子位）沉浸在玻色子浴（environment）。本文给出了具有聚合自旋玻色子哈密顿量的薛定谔方程的一个精确解。我们认为，这一结果是向前迈出的重要一步，可能最终有助于彻底解决有关问题。我们还构造了自旋玻色子系统的运动常数。与开放量子系统理论框架内可用的标准技术相比，我们的分析基于块算子矩阵理论。
2011-03-22 math-ph math.MP quant-ph
Ground States in the Spin Boson Model
我们证明了描述一个自旋线性耦合到一个相对论性和无质量玻色子场的模型的哈密顿量，也被称为自旋玻色子模型，允许一个小的耦合常数λ值的基态。我们证明了基态能量是λ的解析函数，相应的基态也可以选择为λ的解析函数。不施加红外正则化。我们的证明是基于BFS算子理论重整化分析的修改版本。利用正性论证证明了自旋玻色子模型的基态是唯一的。我们表明，基态的膨胀系数和基态能量可以用正规的解析微扰理论计算。
2010-08-27 math-ph math.MP quant-ph
Lieb-Robinson bounds for spin-boson lattice models and trapped ions
我们推导出一个Lieb-Robinson边界的自旋相关的传播模型中的自旋相互作用通过一个玻色子晶格场，满足本身的Lieb-Robinson边界的情况下，自旋-玻色子耦合。我们将这些界限应用到被困离子的系统中，并发现自旋相关性的传播，作为介导的离子晶体的声子，可以比目前在实验中探索的制度更快。我们提出了一个方案，通过测量延迟的关联函数通过晶体荧光测试的边界。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas math-ph
Universal quantum control in irreducible state sectors: application to bosonic and spin-boson systems
这篇论文已被作者撤回，因为它只是quant-ph/0308133的早期提交，标题错误。抱歉
2003-08-29 quant-ph
Boson-mediated quantum spin simulators in transverse fields: XY model and spin-boson entanglement
自旋与长波玻色子模的耦合是设计长程自旋-自旋相互作用的重要手段，并且已经在各种平台上实现，例如光学腔中的原子和捕获的离子。到目前为止，大多数实验的重点是实现远程伊辛模型，但推广到其他自旋模型是非常可取的。在这项工作中，我们探索了一个以前没有意识到的连接之间的实现XY模型的非共振驱动的单边带玻色子激发（即~单束Mølmer-Sørensen方案）和玻色子介导的Ising模拟器。特别地，我们证明了这两种方案在适当定义的旋转坐标系下具有相同的有效哈密顿量，并通过截断Magnus级数和数值模拟分析了突现有效XY自旋模型.除了XY自旋-自旋相互作用可以从朴素的伊辛自旋-自旋耦合常数非微扰重整化之外，我们还发现了一个有效的横向场，它依赖于玻色子的热能，以及其他自旋-玻色子耦合，这些耦合导致自旋-玻色子纠缠在任何时候都不会消失。在玻色子介导的横场伊辛模拟器的情况下，我们讨论了从横场伊辛类到XY类自旋行为的交叉作为场强的函数。
2016-10-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-spin coupling-based quantum and classical phase transitions in two-impurity spin-boson models
研究了自旋对上横场为零的两相互作用杂质自旋玻色子模型。该模型可以精确地映射成两个独立的标准单杂质自旋玻色子模型，其中隧穿参数的作用是由自旋-自旋耦合。的磁化强度的动力学分析不同水平的（一个）各向同性。此外，存在一个消相干自由子空间，以及经典和量子（一阶和Kosterlitz无相变类型）相变，在Omhic制度，带来光。
2022-05-19 quant-ph
Engineering nonlinear boson-boson interactions using mediating spin systems
Centre for Quantum Materials；Technologies, School of Mathematics；Physics, Queen’s University Belfast, BT7 1NN Belfast, UK
提出一种利用中介自旋系统调控玻色系统间交叉克尔等非线性相互作用的协议，可生成纠缠相干态与N00N态，通过数值模拟验证了玻色寄存器内纠缠与目标哈密顿量预期结果的一致性。
2025-11-13 quant-ph
Connecting nth order generalised quantum Rabi models: Emergence of nonlinear spin-boson coupling via spin rotations
我们建立了一个近似等价的广义量子拉比模型和它的第n阶对应的自旋玻色子相互作用是非线性的，因为它们包括一个同时交换的$n$玻色子激发。虽然这些模型之间不存在酉变换，但我们证明了它们在很宽的参数范围内与良好近似的等价性。这表明，非线性自旋-玻色子耦合，即n阶量子拉比模型，可以通过简单地添加自旋旋转和适当的变换后，玻色子和自旋模式之间只有线性耦合的量子系统。此外，我们的结果提示新的近似解析解的量子拉比模型的动力学在超强耦合制度，改善以前的方法。
2018-10-01 quant-ph
Spin-1 Bosons in the Presence of Spin-orbit Coupling
本文主要介绍自旋-轨道耦合自旋1玻色子的理论和实验研究进展。自旋轨道耦合量子气体的实现为冷原子物理开辟了一条新的途径。特别是自旋轨道耦合和原子间相互作用的相互作用，导致了许多有趣的现象。此外，基态的非零动量可以由外场控制，这允许良好的量子控制。
2018-04-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Hall states and boson triplet condensate for rotating spin-1 bosons
我们提出并分析了自旋为1的玻色子旋转系统的两个系列的成簇量子霍尔态。第一个系列（标为SU（4）k）包括大角动量L下模型哈密顿量的精确基态，也包括L=N时N=3k粒子的精确基态。后者是自旋单重态玻色子三重态凝聚体（BTC）。第二个系列，标记为SO（5）_k，包括精确的基态在大$L$为不同的参数值。
2002-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Variational non-gaussian approach to interacting spin-boson models
University of Warsaw（华沙大学）；Emory University（埃默里大学）
该研究针对相互作用自旋玻色子模型模拟受限问题，采用混合变分框架，在非高斯变分流形中捕获相关量，经自洽能量最小化循环及DMRG求解，在不处理光子场时获精确基态解，降低键维度。
2026-07-21 quant-ph
Fast generation of spin squeezing via resonant spin-boson coupling
我们提出了一个系统的自旋集体耦合到玻色子模式，直接适用于捕获离子和腔QED设置的有用的纠缠态的创建协议。该协议使用的自旋-玻色子相互作用的自然产生在这些系统中的相干操作，以准备自旋压缩状态的时间指数快速。我们通过分析这些系统中自然源的退相干的影响来证明协议的鲁棒性，并与更标准的较慢的方法相比显示其优势，其中纠缠随时间代数生成。
2022-08-01 quant-ph
Quantum stochastic resonance in driven spin-boson system with stochastic limit approximation
从物理角度简要回顾了自旋玻色子系统的随机极限近似，并在随机极限近似引入的量子白噪声的帮助下，观察到了受驱动自旋玻色子系统中的放大现象--随机共振现象。由于与环境的相互作用，系统的频率发生了变化-兰姆位移-在这些现象中起着重要的作用。
1999-10-06 quant-ph
Simulating generic spin-boson models with matrix product states
将少能级量子系统（“自旋”）全局耦合到离散玻色子模式集合是量子科学中许多应用的关键成分，包括大规模纠缠产生、远程相互作用自旋模型的动力学的量子模拟以及用于力和自旋感测的混合平台。我们提出了一个通用的数值框架，用于处理这种模型的基础上矩阵产品状态的平衡动力学。我们的方法适用于一般的自旋玻色子系统：它处理任何空间和运营商的依赖性的两体自旋玻色子耦合和相对能量尺度上没有限制。我们表明，完整的计数统计的集体自旋测量和量子模拟的保真度，由于自旋玻色子纠缠，这两者都是很难获得的其他技术，很容易计算在我们的方法。我们基准我们的方法使用最近开发的一个特定的自旋玻色子耦合相关的捕获离子量子模拟器的精确解。最后，我们展示了如何退相干可以纳入我们的框架内使用的量子轨道的方法，并研究了一个开放系统的自旋玻色子模型的动力学与空间非均匀自旋玻色子耦合相关的被困原子离子晶体中存在的分子离子杂质。
2016-06-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-adiabatic many-atom quantum state control in few-well systems
本文提出了一个快速的方案，实现了双势阱中相互作用玻色原子的任意幺正控制。在阱间隧穿速率和阱内相互作用强度一定的条件下，我们通过单阱能量的离散移动序列来控制多原子态。对于强相互作用，共振隧穿跃迁实现原子数本征态之间的分束器U（2）旋转，其可以被组合并且因此允许完全可控。通过数值优化这样的序列的耦合在避免水平交叉（CALC），我们扩展了领域的完全可控性的范围广泛的现实的相互作用参数，而我们仍然在简单的控制空间。我们证明了我们的建议与非绝热布居转移，N 00 N-状态创建，一个C-NOT门，和一个类似晶体管的，有条件的几个原子的演化的效率和可实现的高保真度。
2013-05-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin models and boson sampling
在这项工作中，我们证明，玻色子采样与$N$粒子在$M$模式是等价的短期演化与$N$激发在XY模型的$2N$自旋。当玻色子聚束概率很小时，这种映射是有效的，并且可以有效地后选择错误。这种映射为使用量子模拟器或通用量子计算机进行玻色子采样打开了大门，并突出了临界自旋模型的时间演化的复杂性，即使是很短的时间。
2016-03-20 cond-mat.str-el quant-ph
Effective boson-spin model for nuclei ensemble based universal quantum memory
研究了固定在量子点中的极化核宏观系综的集体激发。在本文明确提出的近似均匀条件下，该多粒子系统表现为单模玻色子与限制在该量子点中的单个导带电子的自旋相互作用。在这个有效的自旋玻色子系统中，电子自旋携带的量子信息可以相干地转移到原子核系综中的集体玻色子激发模式中。从这个意义上说，集体玻色子激发可以作为一种稳定的量子存储器来存储电子自旋态的量子信息。
2005-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of open quantum systems: Case study of the central spin model
我们研究了由经典场引导并与自旋浴相互作用的中心自旋的可控性，表明中心自旋是完全可控的，与浴自旋的数量无关。此外，我们发现，对于不平等的系统浴耦合，甚至浴变得可控的中心自旋单独作用。然后，我们数值分析如何实现门的中央自旋尺度与浴自旋的数量和猜想，对于相等的系统浴耦合，它达到饱和值的时间。我们提供的证据表明，有时噪音可以通过控制有效地抑制。
2013-11-30 quant-ph
A quantum jump description for the non-Markovian dynamics of the spin-boson model
在弱耦合极限下导出了自旋玻色子模型的无时间卷积主方程。在主方程中的暂时负衰减率表明在动力学中的短时间记忆效应，这是明确揭示的动力学研究时，使用非马尔可夫跳跃描述。该方法提供了新的见解的记忆效应影响的自旋动力学和演示，如何自旋玻色子模型的不同渠道的合作行动复杂的检测记忆效应的动态。
2009-09-30 quant-ph
Spin-boson model as a simulator of non-Markovian multiphoton Jaynes-Cummings models
典型的自旋玻色子模型认为自旋自由度与通常由玻色子模式的连续体构成的环境相互作用。这种无处不在的模型在许多物理系统中是相关的，在这些物理系统中，一般来说，人们既不能控制玻色子模式，也不能调节不同的相互作用机制。尽管这种明显缺乏控制，我们提出了一个合适的变换，大约映射到一个可调的多光子Jaynes-Cummings模型的自旋玻色子动力学进行耗散。有趣的是，后一种模型描述了自旋和单个玻色子模式之间的相干相互作用，通过每个自旋激发同时交换n个玻色子。借助于所谓的反应坐标方法，我们确定了一个相关的集体玻色子模式的环境中，然后用于产生多光子相互作用的建议的理论框架。此外，我们表明，具有结构化环境的自旋玻色子模型可以导致非马尔可夫多光子Jaynes-Cummings动力学。我们讨论了所提出的方法的有效性取决于参数和分析其性能，这是支持数值模拟。以这种方式，自旋玻色子模型作为一个很好的模拟量子模拟器的检查和实现的多光子Jaynes-Cummings模型以及非马尔可夫效应的相互作用，因此，作为一个模拟器的光物质系统与可调的相互作用机制。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum annealing in spin-boson model: from a perturbative to a ultrastrong mediated coupling
我们研究了一个量子退火器，其中玻色子介导量子比特之间的伊辛型相互作用。我们比较了直接耦合和介导耦合的基态制备效率，分别采用伊辛和自旋玻色子哈密顿量。这种比较是在数值上为一个小的挫折反铁磁体，仔细选择的最佳绝热通道，揭示了玻色子介导的相互作用的功能。这些特征可以通过考虑我们所谓的激发解来解释：具有与基态相同的自旋相关性，但具有更大的玻色子占有率的状态。对于相似频率的玻色子和量子比特，量子退火的性能取决于激发解如何将粒子数与局部自旋误差交换。我们报告增强量子退火由于这种交换在某些情况下。
2018-07-30 cond-mat.other quant-ph
Driven Spin-Boson Luttinger Liquids
我们引入一个晶格模型的相互作用的自旋和玻色子，导致Luttinger液体物理，并允许通过捕获离子或超导电路实验的玻色子化理论的定量测试。利用变分玻色化方法，计算了自旋和玻色关联函数的幂律衰减，并研究了它们对一个可调参数（玻色驱动）的依赖性。对于小驱动，矩阵乘积状态（MPS）的数值方法被证明是有效的，并验证了我们的分析。相反，即使是静态MPS对于大驱动机制也变得低效，使得实验可能优于经典数值，实现量子模拟的目标之一。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Programmable quantum simulations of bosonic systems with trapped ions
本文提出一种利用囚禁离子晶体中的声子进行玻色系统量子模拟的互补方法，通过囚禁离子自旋激发介导，实现对密集玻色耦合图的高度可编程控制，适用于玻色采样及长程玻色与自旋-玻色哈密顿量模拟等难题。
2022-07-27 physics.atom-ph quant-ph
Signatures of associative memory behavior in a multi-mode spin-boson model
自旋玻色子模型可以描述各种物理系统，例如腔中的原子或振动的离子链。在平衡状态下，当自旋-玻色子相互作用从弱变强时，这些系统的行为通常会发生根本性的变化。这通常表现为从“黑暗”到“超辐射”阶段的转变。然而，理解这些模型的非平衡物理是非常具有挑战性的，对于强自旋玻色子耦合来说更是如此。在这里，我们表明，非平衡强相互作用的自旋玻色子系统可以模仿一些基本性质的联想记忆-一个系统，允许识别的模式，如字母表的字母。模式被编码在自旋和玻色子之间的耦合，我们讨论的自旋的动力学从联想记忆模型中的模式检索的角度。我们确定了两个相，“顺磁”相和“铁磁”相，以及这些区域之间的交叉行为。“铁磁”相使人想起模式检索。我们强调的相似性和差异与热动力学的Hopfield联想记忆，并表明，确实元素的“机器学习行为”出现在强耦合自旋玻色子系统。
2020-03-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum critical point of spin-boson model and infrared catastrophe in bosonic bath
提出了一种非高斯的、超越Silbey-Harris基态的、具有较低基态能量的无偏自旋玻色子哈密顿量的解析基态.欧姆和亚欧姆玻色子浴中的红外突变对确定基态的简并度起着重要的作用。我们表明，红外发散与浴中的非绝热模式的位移可能会被删除的耦合$α<α_c$从建议的基态。那么$α_c$是从非简并到简并基态跃迁的量子临界点，我们计算的$α_c$与以前的数值结果一致.
2013-02-20 cond-mat.str-el quant-ph
Density-functional theory for the spin-1 bosons in a one-dimensional harmonic trap
提出了具有密度-密度排斥相互作用和反铁磁自旋交换相互作用的一维自旋1玻色子基态简谐囚禁的密度泛函理论。通过求解基于局域密度近似和均匀系统Bethe近似精确结果导出的Kohn-Sham方程，得到了不同相互作用参数下自旋单重态成对玻色子和不同总极化度的极化玻色子的密度分布.中心密度的非单调性归因于密度相互作用和自旋交换之间的竞争。结果表明，在强相互作用条件下，成对玻色子和极化玻色子的密度分布分别接近玻色-玻色对的Tonks-Girardeau气体和标量玻色子的密度分布.给出了在强相互作用下的R-P相图，并找到了临界极化，为在实验上直接观察旋量气体中奇异单重态对铺平了道路。
2013-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Simulation of Spin Chains Coupled to Bosonic Modes with Superconducting Circuits
我们提出了一个数字量子模拟的自旋链耦合到玻色子场模式的超导电路的实现。门具有高的结晶度允许一个模拟各种伊辛磁配对相互作用与横向场，Tavis-Cummings相互作用之间的自旋和玻色子模式，和一个自旋模型与三体条款。我们分析了在现实的电路量子电动力学设置，其中的相互作用是通过电容耦合或介导的微波谐振器实现的实施的可行性。
2015-10-01 quant-ph
Exact open dynamics of a generalized class of dephasing-type spin-boson models
我们讨论了一种推广的去相位型自旋玻色子模型，其中N个量子比特以任意方式连接到K个玻色子模。该模型可以精确求解任何初始状态和耦合类型。我们发现，这导致了两个重要的影响，这是具体的多方面的性质的问题。首先，玻色子可以介导自旋之间的有效相互作用，这对应于一种依赖于时间的兰姆位移。通过调整耦合的类型，这种相互作用也可以随意改变。其次，量子比特的退相速率被发现取决于相干性的阶数，具有显著不同磁化的叠加态受到的影响更大。兰姆位移和退相的相对强度也可以通过改变自旋-玻色子耦合来调整。
2019-11-21 quant-ph
Numerical Renormalization Group for Bosonic Systems and Application to the Subohmic Spin-Boson Model
本文将Wilson的数值重整化群方法推广到具有玻色浴的量子杂质模型，为求解具有指数小能量和温度的玻色杂质模型提供了一种通用的非微扰方法.作为一个应用，我们考虑自旋玻色子模型，描述一个两能级系统耦合到玻色浴与幂律谱密度，J（ω）~ ω ^s。我们发现了明显的证据表明，在亚欧姆浴指数0<s<1时，存在一条连续的量子相变线;这条线在s=1时终止于著名的Kosterlitz-无相变。与微扰重整化群的结果进行了联系，并概述了其他各种应用。
2003-10-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Improved Silbey-Harris polaron ansatz for the spin-boson model
通过引入正交位移Fock态，改进了自旋玻色子模型的Silbey-Harris（SH）极化子近似.在有限位移的Fock态内，所有浴中的基态的所得结果非常快地收敛，并且相应的SH结果得到了相当大的校正。特别是对于亚欧姆自旋玻色子模型，在四阶修正下得到了0 < s < 1/2的收敛结果，并得到了非常精确的量子相变的临界耦合强度.在偏置自旋玻色子模型中的收敛磁化也到达。由于本文改进的SH近似可以得到非常精确甚至接近精确的结果，因此在各种自旋玻色子模型及相关领域中有着广泛的应用和推广。
2018-03-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Equilibrium Correlation Functions of the Spin-Boson Model with Sub-Ohmic Bath
利用哈密顿量的流方程研究了自旋玻色子模型。我们的截断方案包括所有的耦合项，这是线性的玻色子运营商。从正则生成元$η_c=[H_0,H]$开始，其中$H_0$类似于非相互作用玻色子浴，流动方程表现出哈密顿流的普适吸引子。这允许在包括有限偏压的均匀框架内计算超欧姆、欧姆和亚欧姆浴的平衡关联函数。
2002-09-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Heat transfer in a nonequilibrium spin-boson model: A perturbative approach
利用幺正变换和预解算子展开技术研究了非平衡自旋玻色子模型中的热输运问题，其中两个能级系统在不同温度下桥接两个谐振子库.得到了该模型的热流和热导的解析表达式。与其它方法，即非平衡格林函数方法和运动方程方法的性能比较，我们的方法提供了一个合理的描述非平衡自旋玻色子模型在低温弱耦合区的传热特性。
2020-01-13 quant-ph
Numerical and Analytical Approach to the Quantum Dynamics of Two Coupled Spins in Bosonic Baths
在混合Wigner-Heisenberg表象中描述了自旋链与多玻色子浴相互作用的量子动力学。通过模拟两个耦合自旋的约化密度矩阵的时间演化来说明该形式主义，其中每个自旋也耦合到其自己的谐振子浴。为了证明该方法的有效性，在Born-Markov近似下求出了一个解析解，并证明了两种方法的一致性。
2009-03-30 quant-ph
Dynamics and control of a qubit in spin environment: an exact master equation study
我们提出了一个精确的主方程的中心自旋$1/2$系统耦合到一个自旋$1/2$浴的超精细相互作用，这提供了一个统一的形式为自由演化和控制动力学的中心自旋。该方程使我们能够研究各种程度的非马尔可夫动力学过程的可控性。我们研究了在不同浴槽光谱和体系-浴槽耦合强度下，Overhauser效应对中心自旋退相干动力学的影响。在固态量子信息处理中，采用非微扰泄漏消除方法来抑制退相干。
2016-01-26 quant-ph
Spiral spin textures of bosonic Mott insulator with SU(3) spin-orbit coupling
通过将光晶格中的三分量玻色子映射到SU（3）自旋模型上，研究了每格点一个粒子的三分量玻色子的Mott相位。在完全SU（3）对称的最简单情况下，我们得到一个铁磁海森堡模型。引入SU（3）自旋-轨道耦合模拟，产生额外的自旋-自旋相互作用。我们首先考虑自旋相关的跳跃阶段的情况下，导致Dzyaloshinskiii-Moriya型的相互作用。它们导致螺旋自旋纹理的形成，在一维中可以通过局部么正变换来理解。应用经典的蒙特卡罗模拟，我们将我们的研究扩展到二维系统，与“真正的”自旋-轨道耦合系统，涉及自旋变化的跳跃。
2014-11-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mesoscopic Spin-Boson Models of Trapped Ions
库仑晶体中的囚禁离子为我们提供了研究玻色子浴中单自旋耦合物理的基本元素。在这项工作中，我们表明，光学力使我们能够实现各种自旋玻色子模型，这取决于晶体的几何形状和激光配置。我们详细研究了欧姆的情况下，它可以通过照射一个单一的离子与行波来实现。声子池的介观特性在囚禁离子诱导新的效果，如在自旋演化的量子复兴的外观。
2007-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Emerging Bosons with Three-Body Interactions from Spin-1 Atoms in Optical Lattices
我们研究了晶格中通过无限三体接触排斥相互作用的两个多体玻色子系统：由相关跳跃和普法夫波函数的离散版本诱导的对准凝聚。我们建议实验实现系统的特点是通过适当的自旋1晶格哈密顿的相互作用：自旋自由度局部映射到新兴玻色子的占领数，以类似的方式自旋1/2和硬核玻色子。这样的系统可以用自旋为1的超冷原子在填充因子为1的莫特绝缘体中实现。这些设置的高度通用性使我们能够设计破坏SU（2）对称性的自旋跳跃算子，根据需要近似具有三体硬核约束的有趣的玻色子哈密顿算子。为此，我们结合双色自旋无关超晶格和拉曼跃迁，以诱导不同的跳跃率为每个自旋取向。最后，我们说明了我们的设置可以用来实验实现第一个设置，即过渡到一对准凝聚相的新兴玻色子。我们还报告了实现离散玻色子Pfronian波函数的路线，并列出了一些开放的问题，以达到这一目标。
2010-07-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Spin-Boson Model with Diagonal and Off-Diagonal Coupling to Two Independent Baths: Ground-State Phase Transition in the Deep Sub-Ohmic Regime
采用密度矩阵重整化群方法和优化玻色子基，研究了一个具有两个玻色子池的自旋玻色子模型，玻色子池耦合到两个垂直的自旋分量上.结果表明，在深亚欧姆区存在一种新的二阶相变，这种相变在两种双简并态之间，在非零隧穿时被简化为通常的一种相变。此外，还发现在没有偏压和隧穿的情况下，自旋分量的期望值在相界处出现跳跃。
2014-02-22 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
