Current distribution in magnetically confined 2DEG: semiclassical and quantum mechanical treatment
在弹道制度，我们研究了半经典和量子力学的电子在二维电子气（2DEG）中的动力学在一个不均匀的磁场施加垂直于平面的存在。磁场在位于边长大于圆直径的正方形的四个角处的四个单独的圆形区域内是恒定的，而在圆外部，磁场为零。我们进行了稳定性分析的周期轨道，并为给定的初始条件数值计算的二维不变环面嵌入在四维相空间。应用Bohr-Sommerfeld和Einstein-Brillouin-Keller半经典量子化方法，我们得到了不同磁场强度下的能级。我们还进行精确的量子计算数值求解离散版本的薛定谔方程。在我们的计算中，我们只考虑那些局限于附近的四个磁盘的束缚态。我们表明，半经典的结果是在很好的协议，从我们的量子计算发现。此外，利用不同波函数的电流分布和相位，我们可以用半经典方法推导出表征能级的两个量子数$n_1$和$n_2$.最后，我们给出了两个例子，其中的量子态显示出与前面的状态类似的结构，但在以下意义上它们是特殊的。其中之一是一个疤痕的状态本地化的周期轨道附近，而这个轨道已经是不稳定的。在另一状态的情况下，电流密度在相反方向的两个环中循环。因此，它与周期轨道附近的经典运动不一致。
2020-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-classical non-Gaussian state of a mechanical resonator via selectively incoherent damping in three-mode optomechanical systems
从理论上提出了一种在三模光机系统中产生机械谐振腔（MR）非经典单模运动态的方案，其中两个腔的光模相互线性耦合，MR的一个机械模同时与两个光模以相同的耦合强度光机耦合。一个腔由相干激光驱动。通过适当地调节弱驱动场的频率，我们通过将选择性相互作用哈密顿量限制在Fock子空间中，得到了工程化的Liouvillian超算符。在这种情况下，MR的运动态可以被准备成一个非高斯态，它具有亚泊松统计，虽然它的维格纳函数是积极的。
2015-11-16 quant-ph
Opto- and electro-mechanical entanglement improved by modulation
光机电系统研究中的一个重要里程碑是证明机械谐振器与腔场的光模或微波模之间的纠缠。在这项工作中，我们展示了一个合适的时间周期调制如何有助于实现大程度的纠缠，建立在[物理学评论Lett. 103，213603（2009）]。它表明，适当的驱动，纠缠的最大程度可以显着增强，在某种程度上表现出非平凡的依赖于调制的细节。这种依赖于时间的驱动可能有助于在量子关联被热噪声抑制的情况下，通过实验实现纠缠的力学系统。
2011-11-10 cond-mat.other quant-ph
Information entropy in excited states in confined quantum systems
本文针对受限量子系统激发态的信息理论分析，重点介绍了双势阱势、受限氢原子及受限多电子原子等原型系统的近期研究进展。
2024-01-05 quant-ph
Inverted Oscillator
用量子力学方法研究了倒谐振子问题。得到了受限倒振子的精确波函数，并证明了其能量本征值是离散的，是量子数$n$的线性函数.
2007-03-25 quant-ph
Storage of energy in confined quantum systems
本文利用文献[N. P. Andion，A.P.C. Malbouisson和A. Mattos Neto，J.Phys. { \bf A34}，3735，（2001）; G. Flores-Hidalgo，A.P.C. Malbouisson，Y.W. Milla，Phys.Rev.A，{ \bf 65}，063314（2002）]，我们研究了嵌入在{ \it欧姆}环境中的受限量子力学系统的演化。我们的方法阐明了一个理论机制，以控制抑制腔中激发态量子系统的衰减，在弱耦合和强耦合制度。
2002-09-22 cond-mat.stat-mech hep-th physics.atom-ph
Bounds on Decoherence and Error
当一个受限系统与其壁相互作用时（量子力学处理），存在自由度的交织。我们表明，这不需要导致纠缠，因此退相干。这通常会导致错误。还研究了避免退相干所需的波函数优化。
1997-01-24 quant-ph
Multi-mode Bose-Hubbard model for quantum dipolar gases in confined geometries
我们从理论上考虑波导中的超冷极性分子。粒子是玻色子，它们由于沿波导取向的光晶格而经历周期性电势，并且被正交于波导轴的电场极化。该阵列是机械不稳定的，通过打开在正交于极化电场的方向上的横向限制，并可以经历一个双链（锯齿形）结构的过渡。对于这种几何形状，我们推导出一个多模式的广义玻色-哈伯德模型，用于确定在考虑量子涨落在空间的各个方向的气体的量子相位的机械不稳定性。我们的模型限制了尺寸的数值相关的希尔伯特子空间通过适当的分解的领域运营商，这是从一个领域的理论模型的线性锯齿形不稳定。我们确定的相图的小系统，使用精确对角化，并发现，即使是紧密的横向限制，两个横向陷阱频率之间的纵横比控制不仅是经典的，而且在一个非平凡的方式的基态的量子特性。在线性-锯齿形不稳定性下的收敛性检验表明，我们的多模广义Bose-哈伯德模型能够以有限的计算量捕捉到受限几何中偶极气体量子相的本质特征.
2017-04-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum enhanced feedback cooling of a mechanical oscillator
激光冷却是原子频率标准、量子计算机、量子凝聚态物理和基础物理测试等领域的基础技术。自20世纪90年代初以来，人们已经知道，激光冷却原则上可以通过使用压缩光作为电磁库来改善;而使用压缩光探针的量子反馈控制也被预测可以改善冷却。在这里，我们实现了量子反馈控制的微机械振荡器的第一次与压缩探测场。这允许量子增强反馈冷却，其测量速率大于经典光的测量速率，并且最终振荡器温度随之降低。我们的研究结果具有重要意义的未来应用领域，从量子信息网络，量子增强力和位移的测量和宏观量子力学的基本测试。
2016-05-19 quant-ph
Bilateral photon emission from a vibrating mirror and multiphoton entanglement generation
本研究通过腔中双面镜的辐射压相互作用，实现双侧光子对发射与$2n$光子纠缠产生，并展示机械振子的非经典性，为量子技术提供新途径。
2025-01-19 quant-ph
Time-resolved spectral diffusion of a multimode mechanical memory
本研究通过时域实验与蒙特卡洛模拟，发现两个相邻机械模式的频率波动在时间上不相关，为理解机械量子存储器中光谱扩散及退相干机制提供了关键证据。
2025-06-24 quant-ph
Entanglement of mechanical oscillators mediated by a Rydberg tweezer chain
University of Bonn（波恩大学）；Universität Tübingen（蒂宾根大学）；The University of Nottingham（诺丁汉大学）
本文提出利用Rydberg原子链实现机械振荡器的纠缠，通过相干动力学生成纠缠并利用辐射衰减调制生成耗散纠缠，展示Rydberg原子链在远距离机械振荡器非经典关联中的潜力。
2025-10-09 physics.atom-ph quant-ph
Improved description of trapped ions as an electro-mechanical system
囚禁离子是量子计算技术的主要候选者之一。将离子量子比特连接在单独的陷阱中以及将离子量子比特与超导量子比特连接是扩大量子计算机的许多挑战中的两个。克服这两个问题的一种方法是使用导线来调解不同陷阱中的离子之间或离子与超导量子位之间的库仑相互作用。为此，在导体上感应电荷的被捕获的带电粒子长期以来被建模为等效集总元件电子部件的系统。仔细的考虑揭示了在推导这个模型时的两个假设，这两个假设在许多感兴趣的情况下是不合理的。我们确定这些假设，并解释其含义。此外，我们介绍了一种改进的方法，使用线性关系来描述被困离子与附近导体的相互作用。新的方法是基于现实的假设和再现的结果，从其他作品不是基于电路元件模型。它是针对故障排除实验设计，并允许实验来测试和比较不同的理论模型的准确性。
2021-05-31 physics.class-ph quant-ph
Solutions of time-dependent Schrodinger equations for model non-Hermitian quantum mechanical systems
该研究针对非厄米量子系统求解含时薛定谔方程，通过矩阵模型探究复能量、缺陷矩阵等关键问题，还发现空间受限无限维系统的定态能量本征值模式与无约束系统不同。
2024-12-10 math-ph math.MP quant-ph
Maximum-power quantum-mechanical Carnot engine
Bender、Brody和Meister在他们的工作[J.Phys.A：Math.Gen.33，4427（2000）]中，通过采用被限制在一维无限势阱中的粒子的两态模型，表明可以通过以特定方式改变阱的宽度和量子态来构造卡诺引擎的量子力学模拟。在这里，讨论的是如何实现这种发动机的最大功率，其中井的宽度以低但有限的速度移动。在最大功率输出的发动机的效率被发现是普遍的独立的模型中包含的任何参数。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Mechanical Treatment of Two-Level Atoms Coupled to Continuum with an Ultraviolet Cutoff
本文在不将光与原子之间的耦合系数线性化的情况下，对耦合到波导中的二能级原子的相干光子输运特性进行了严格的量子力学推导。我们提出了一种新的单频采样方法，利用紫外截止，使我们能够处理的奇异性，尽管在真实空间散射潜力的非收敛性。我们还研究了耦合系数的线性化是一个准确的假设条件下，并找到所产生的自发发射和运输特性考虑到辐射和非辐射衰减率。这使我们能够确认和扩展现有文献的研究结果，同时获得动态电子极化率的两个能级原子限制在1-D波导，而使用的相互作用哈密顿量与双折射波近似。
2018-01-30 physics.optics quant-ph
An optically defined phononic crystal defect
本文提出通过光学弹簧在声子晶体单原胞上编程缺陷模式，实现力学模式局域化并使其参与质量减少37倍，为新型光力学系统奠定基础。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Achieving the Quantum Ground State of a Mechanical Oscillator using a Bose-Einstein Condensate with Back-Action and Cold Damping feedback schemes
本文详细研究了由玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）构成的混合光机械量子器件在具有振荡端镜的高精细光学腔中接近量子基态的可能性。冷却是使用两个实验上可实现的计划：反作用冷却和冷阻尼量子反馈冷却。在这两个方案中，我们发现增加两体原子-原子相互作用会使力学振子达到其量子基态。已经观察到，反作用冷却在良好腔极限中更有效，而冷阻尼冷却方案在不良腔极限中更相关。它还表明，在冷阻尼方案中，该设备是更有效的BEC的存在下比在没有BEC。
2013-02-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Motion analysis of a trapped ion chain by single photon self-interference
我们提出了一个光学方案来检测的两个离子弦限制在一个线性保罗陷阱的振荡。通过分析由串中的一个或两个离子发射的荧光中的强度相关性来检测运动。我们目前的测量下进行连续多普勒冷却和脉冲照明。我们预见这种检测方法的几个直接应用，包括多离子物种或耦合机械振荡器的运动分析，和机械相关性的传感。
2021-04-15 physics.optics quant-ph
Improved constraints on minimum length models with a macroscopic low loss phonon cavity
本研究利用低温石英体声波谐振器，将广义不确定性原理（GUP）相关的最小长度模型的实验约束提升三个数量级，还发现混合机电反谐振模式对GUP诱导效应也敏感，为量子引力理论的实验检验提供了新途径。
2024-01-16 gr-qc hep-th quant-ph
Enhanced Cavity Optomechanics with Quantum-well Exciton Polaritons
嵌入量子阱的半导体微谐振器可以同时容纳紧密受限且相互作用的激子，光学和机械模式。我们从理论上研究了系统在强激子-光子耦合制度下工作的情况，而光学和激子共振通过与机械模式的相互作用进行参数调制。由于大激子-声子耦合在半导体中发挥作用，我们预测的增强极化激子-声子相互作用的两个数量级相对于光机械耦合：一个接近统一的单极化激子量子合作是在当前的半导体谐振器平台的范围内。我们进一步分析了极化激元非线性如何影响动力学反作用，修改冷却或放大机械运动的能力。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extreme quantum nonlinearity in superfluid thin-film surface waves
我们表明，高度限制的超流膜是非常非线性的机械谐振器，提供了实现机械量子比特的前景。具体来说，我们认为第三声表面波，与非线性引入的范德华相互作用与基板。将这些波限制在一个圆盘上，我们推导出三次和四次非线性的解析表达式，并确定它们引入的共振频率偏移。我们预测的单声子的位移是三个数量级大于目前最先进的非线性谐振器。结合超流氦极低的固有耗散和声子晶体腔中强烈抑制的声辐射损失，我们预测这可能允许声子之间的阻塞相互作用以及两级系统的行为。我们的工作为极端的机械非线性和使用机械谐振器作为量子比特的量子器件提供了一条新的途径。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Jamming: Critical Properties of a Quantum Mechanical Perceptron
在这封信中，我们分析了感知器模型的量子动力学：一个粒子被约束在一个$N$维的球体上，有$N\to \infty$，并受到一组随机放置的硬壁势。这个模型有几个应用，从学习协议到有效描述欧氏空间中的无限维硬球系综的动态。我们发现量子动力学的干扰跃迁具有不同于经典情形的临界指数。我们还发现，与典型的量子临界点不同，量子干扰跃迁并不局限于零温轴上，并且只在$T=\infty$处恢复了经典结果.我们的研究结果对超低温下的玻璃理论和量子机器学习算法的研究具有重要意义。
2020-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Adiabatic theorem for finite dimensional quantum mechanical systems
在有限维情形下，对非简并态和简并态给出了绝热定理的一个新的简单证明。以显式可积二能级系统为例进行了讨论。证明了绝热定理给出的误差估计不能改进。
2011-07-29 math-ph math.MP quant-ph
Quantum mechanical calculation of spectral statistics of modified Kepler problem
通过量子力学计算，消除了修正开普勒问题的周期轨道理论与数值计算之间的分歧。对角线近似已经给出了一个很好的适合的数值计算。考虑经典周期轨道与Balian-Bloch项之间的相干干涉，得到了更好的结果。这种方法也为矩形台球产生了改进的结果。
2010-12-28 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Integrated optical-readout of a high-Q mechanical out-of-plane mode
高Q宏观机械谐振器的迅速发展使光力学有了很大的进步。进一步的改进可以允许在环境温度下的量子限制或量子增强应用。剩下的一些挑战包括在芯片上集成高Q结构，同时通过光学读出实现大的耦合强度。在这里，我们提出了一种通用的制造方法，使我们能够建立完全集成的光机结构。我们将一个光子晶体腔直接放置在一个具有高Q值基本面外模的机械谐振器上方，由一个小间隙隔开。高度受限的光场与机械模式有很大的重叠，从而能够实现强的光机械相互作用强度。此外，我们实现了一种新的光子晶体设计，它允许一个非常大的腔光子数，一个非常重要的功能，光学机械实验和传感器应用。我们的多功能方法不仅限于我们的特定设计，还可以将面外光学读出集成到几乎任何器件布局中。此外，它可以扩展到大型阵列，并为基于高Q平面外模式的机械谐振器实现量子实验和应用铺平了道路。
2022-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Bernoulli's formula and Poisson's equations for a confined quantum gas: Effects due to a moving piston
本文研究了当腔壁在时间原点处突然开始运动时，腔中的理想量子气体在活塞以有限小速度运动时的非平衡态方程。在绝热过程的限制下，阐明了量子非绝热（QNA）对Poisson绝热方程和连接压力和内能的Bernoulli公式的贡献。我们对我们在前一篇论文中发现的非绝热（时间反演对称）力算子进行了统计平均。Nakamura等人，Phys.Rev.EVol.83，041133，（2011））在低温量子力学和高温准经典机制中。QNA的贡献，这是成比例的活塞的速度的平方和空腔的纵向尺寸的倒数，具有依赖于温度，气体密度和空腔的维数的系数。研究了单向膨胀的三维矩形平行六面体腔及其一维腔。它在一个现实的纳米尺度热机的相关性进行了讨论。
2012-12-25 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Non-classical mechanical states guided in a phononic waveguide
创造、操纵和探测光的非经典态的能力是量子物理学和量子技术发展的关键。实现对声子（振动量子）相同水平的控制可能会产生类似的影响，特别是在量子传感和量子信息处理领域。在这里，我们提出了一个至关重要的一步，实现这种水平的控制和单个声子在悬浮硅微结构的单模波导。我们使用腔波导架构，其中腔被用作源和检测器的机械激发，而波导有一个独立的结束，以反映声子。这使我们能够观察到声子在源和反射器之间的多次往返。几乎100个$μs$的长机械寿命证明了单个声子在原则上数十厘米内几乎无损传输的可能性。我们的实验证明了对强烈限制在传播轴横向方向上的单个声子的完全片上控制，这可能使电信波长的时间编码多模量子存储器和先进的量子声学实验成为可能。
2022-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Classical and quantum dynamics of a particle confined in a paraboloidal cavity
研究粒子在抛物面腔体中的经典和量子动力学，通过分析守恒量和轨迹分类揭示经典与量子态的对应关系。
2025-12-08 math-ph math.MP physics.class-ph
