Nonclassical distance in multimode bosonic systems
本文重新讨论了[M]中提出的玻色量子系统的非经典态距离概念。Hillery，Phys.Rev.A35，725（1987）]中的一种。在回顾了它的定义之后，我们建立了它的一些一般性质。我们得到新的上界和下界的非经典距离的上确界的状态的Husimi函数。考虑几个例子，我们阐明了我们的下界是紧的情况下，其中包括多模数态和一类多模N00N态。后者提供了光子数确定的状态的例子$n \geq 2$的非经典距离可以任意接近$1$的上限，通过增加模式的数量。我们证明了，无论叠加态的宏观性如何，奇偶薛定谔猫态的非经典距离都是有界的，并且非经典距离不一定随宏观性单调增加。
2017-06-22 quant-ph
Universal monitored dynamics in multimode bosonic systems
Rutgers University（罗格斯大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
本文提出利用电路量子电动力学研究多模式玻色系统中监控多体动力学的方法，通过构建包含光子晶体电路的玻色模型，验证了在本地奇偶测量下，通用门集的行为与常规测量诱导相变一致，而特定的光子晶体电路在高测量区域表现出临界行为。
2026-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Collective strong coupling in multimode cavity QED
我们研究了一个原子-腔系统，其中腔具有多个简并横模。模式分辨腔透射光谱揭示了良好的解决原子腔共振的几个腔模式，集体强耦合的不同模式的签名。此外，实验还表明，腔模之间是通过腔中的原子系综耦合的。详细的理论分析支持的实验观察。这项工作为在基于腔的量子信息处理中使用相互作用的简并模式铺平了道路，其中对应于不同腔模式的量子比特通过两种模式共享的原子相互作用。我们的研究结果也与超冷原子量子自旋玻璃的实验实现有关。
2013-05-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Relating the Entanglement and Optical Nonclassicality of Multimode States of a Bosonic Quantum Field
玻色量子场的量子性质表现在它的纠缠、相干或光学非经典性，这些都是量子计算或计量学的资源。我们提供了定量的和可计算的界限纠缠措施与光学非经典措施。这些界限意味着强纠缠态必然是强光学非经典的。作为一个应用，我们推断出的纠缠，可以产生与光学非经典状态碰撞分束器上的强界。对于高斯态，我们分析了对数负性和一个特定的非经典证人称为“正交相干尺度”之间的联系。
2020-09-23 quant-ph
Collective multimode strong coupling in plasmonic nanocavities
本文研究了等离子体纳米腔中的多模强耦合现象，揭示了非共振模式在引发新型集体相互作用中的关键作用，并划分了单模、多模和集体多模强耦合三个区域，为光驱动量子技术中的超快能量转移提供了理论基础。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hamiltonian Conditions for Dark Modes in Multimode Bosonic Systems
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
研究多模玻色子系统暗模式，通过分离两个要求制定哈密顿准则，先用于线性场景，又扩展到非线性，如双光子转换通道情况，还表明参数驱动光机械的博戈留波夫暗模式满足该准则，提供了统一哈密顿框架。
2026-07-14 physics.optics quant-ph
Majorization and additivity for multimode bosonic Gaussian channels
最近，Giovannetti，Holevo和Garcia-Patron [3]的工作证明了玻色子高斯规范协变或逆变通道的长期高斯优化器猜想。在Mari、Giovannetti和Holevo [11]的论文中，通过建立真空或相干输入的输出优化任何其他输入的输出，加强了单模信道的这一结果。本文给出了[11]结果的多模推广，包括相干态是唯一最优解的充分条件。我们还讨论了这种多模优化结果的高斯通道的可加性问题的正解的直接影响。特别地，我们证明了任意阶p>1的输出Renyi熵的可加性。最后，我们在文献[3]的基础上，给出了Lieb和Solovej [10]对Glauber相干态的一个优控性质的另一种推导方法。
2016-09-06 math-ph math.MP quant-ph
Superradiance and collective gain in multimode optomechanics
我们提出了一个强驱动的多模光机系统，显示了通常已知的原子光相互作用系统的合作效应的出现的描述。我们的计算表明，在相干泵浦场的应用下，通过改变泵浦的频率失谐，系统的响应可以从超辐射区切换到集体增益区。在超辐射制度，增强光学冷却的一个单一的振动模式是可能的，而集体增益制度将有可能使人们实现几乎无阈值的声子激光器的行动。阈值泵浦功率为1/N。
2014-10-21 quant-ph
Crosstalk-Robust Quantum Control in Multimode Bosonic Systems
针对多模玻色系统中辅助量子比特受 Stark 频移导致的串扰误差，本文利用量子最优控制设计鲁棒脉冲并整合进 ECD 协议，在 Fock 态制备和 Bell-cat 态生成中显著提升保真度。
2024-10-25 quant-ph
Multimode rotationally symmetric bosonic codes from group-theoretic construction
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究所穆哈利分校）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
基于群论框架，提出一族多模旋转对称玻色子码，通过线性光学实现完整Pauli群，在抑制退相位噪声方面优于单模及早期多模构造，并支持任意维度的qudit编码。
2026-03-25 quant-ph
A three-dimensional multimode lumped-element resonator for collective spin manipulation and dispersive readout
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学物理科学学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心）；Shanghai Research Center for Quantum Science and CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学、上海量子科学研究与探索中心、中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心）
本文提出一种三维多模式微波谐振器，实现宏观自旋集体操控与色散读取，通过几何对称性设计两个抗对称模式，以不同频率耦合至同一自旋集合，展示强耦合与非破坏性色散读取。
2026-01-09 quant-ph
Quantum thermodynamics in a multipartite setting: A resource theory of local Gaussian work extraction for multimode bosonic systems
量子热力学可以被视为一种资源理论，通过考虑自由进入热浴，从而将吉布斯状态在固定温度下视为自由状态，因此任何其他状态都是资源。在这里，我们考虑一个多方的情况下，几个政党试图在本地提取工作，每个人都有机会获得一个本地的热浴（可能有不同的温度），协助能量保存全球统一。作为一个具体的模型，我们分析了一组谐振子或多模玻色子系统。专注于高斯范式，我们构建了一个合理的资源理论的本地活动的多模玻色子系统，在那里我们确定为免费的任何状态，是从产品的热状态（可能在不同的温度下）作用于任何线性光学（被动高斯）变换。相关的自由操作，然后补充张量和部分跟踪的所有线性光学变换。我们表明，当地高斯可提取的工作（如果每一方应用高斯酉，辅助线性光学）是零当且仅当系统的协方差矩阵是一个自由状态。进一步，我们发展了局部高斯可提取功的资源理论，定义为系统协方差矩阵的迹和辛迹之间的差。我们证明了它是一个资源单调，不能增加下的自由操作。我们还提供了一些例子来说明局部活动和局部高斯可提取工作的蒸馏。
2019-10-07 math-ph math.MP quant-ph
Cooling microwave fields into general multimode Gaussian states
我们发现，一组有损耗的多色调制量子比特可以用来耗散工程任意高斯态的玻色子模式。我们的想法特别适合超导电路架构，其中所有需要的成分都是实验可用的。这种多模高斯态的产生对于许多应用都是必要的，最值得注意的是基于测量的量子计算。我们建立在我们以前的一些建议，在那里我们展示了如何通过冷却和激光产生单模和双模压缩态。在将这些想法扩展到许多玻色子模式时必须特别小心，我们在这里讨论如何克服自然出现的所有限制和障碍。我们用一个由GHZ状态组成的充分工作的例子来说明我们的想法，但也测试了其他几个例子，如集群状态。所有这些例子使我们能够证明，使用一组N个有损耗的量子比特来将N个模式的玻色子链冷却到任何期望的高斯态是可能的。
2022-12-29 quant-ph
Multimode feedback cooling of the collective modes of a Bose-Einstein condensate
实验演示了无腔反馈冷却玻色-爱因斯坦凝聚体三个最低集体模式，利用阴影成像测量并阻尼振荡，实现偶极模式每原子平均声子数小于1。
2025-09-08 quant-ph
Generation and delayed retrieval of spatially multimode Raman scattering in warm rubidium vapors
我们应用集体拉曼散射在温暖的铷-87蒸气中产生，存储和检索空间多模光。光在自发斯托克斯散射过程中产生。这伴随着在原子系综中产生对应的集体激发--自旋波。在一定的存储时间后，我们相干地将自旋波转换为确定性反斯托克斯散射中的光。整个过程可以看作是延迟的四波混频，它产生成对的相关的、延迟的随机图像。由于使用了缓冲气体，可以存储高达微秒的高阶空间模式。我们研究了铷原子在不同缓冲气体中的拉曼散射、集体激发的存储和恢复特性，着重研究了空间效应以及铷原子扩散引起的退相干的影响。我们通过分析远场散射光部分之间强度波动的统计相关性来量化创建和检索的模式数量。
2014-05-17 physics.optics quant-ph
Multiple quantum exceptional, diabolical, and hybrid points in multimode bosonic systems: I. Inherited and genuine singularities
Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
研究分析了多模玻色子系统中量子例外、魔鬼和混合点的特性及动力学行为，揭示了其退化性和复杂动态。
2025-12-15 quant-ph
Storage States in Ultracold Collective Atoms
我们提出了一个完整的理论描述的原子存储状态的多模式框架，包括空间相干性的原子集体运营商和原子存储状态。我们证明了原子的存储态是具有最大合作数的Dicke态。在一定的限制下，对应于电磁场的多模Fock态，建立了一组多模原子存储态。这使我们更好地理解了光场的量子信息和相干信息在超冷介质中可以被保存和恢复。本文详细讨论了场与超冷介质之间量子信息的绝热传递和动态传递。
2002-07-27 quant-ph
Multiple quantum exceptional, diabolical, and hybrid points in multimode bosonic systems: II. Nonconventional PT-symmetric dynamics and unidirectional coupling
Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
研究了多模玻色子系统中非常规PT对称动力学和单向耦合下的量子例外、魔鬼和混合点特性及高阶退化现象。
2025-12-15 quant-ph
Efficient learning of bosonic unitaries beyond the Gaussian class
University of Southern California（南加州大学）
该研究针对多模量子过程学习难题，确立玻色幺正学习可处理边界，提出两类非高斯族可高效学习的前向协议，揭示学习复杂性源于非高斯性与纠缠的不可约混合。
2026-07-31 quant-ph
Generation of photonic non-Gaussian states by measuring multimode Gaussian states
我们提出了一个详细的分析框架，用于研究多模非高斯状态，有条件地产生时，多模高斯状态的几个模式受到光子数分辨探测器。从输出态的维格纳函数出发，我们推导出有限个Fock叠加非高斯态的高斯门分解。该框架提供了一种方法来找到最佳的策略，以产生一个给定的目标非高斯状态。我们探索的例子，如猫态，弱立方相位状态，玻色码态的产生，并实现了成功概率的改善，比其他计划。我们的框架也适用于测量的高斯态是混合的情况下，这是非常重要的实验缺陷，如光子损失的分析。该框架对生成玻色子纠错码和使用资源状态实现非高斯门以及其他需要非高斯性的应用具有潜在的深远影响
2019-04-19 quant-ph
Multimode Phonon-Number Measurement and Single-shot Superparity Measurement using Dispersive Shifts in a Trapped Ion
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum, Seoul National University（NextQuantum，首尔大学）
提出基于离子阱远失谐多模Jaynes-Cummings相互作用的色散位移框架，实现多模声子数测量和无损单次超奇偶测量（模2^k声子数测量），并实验演示单模模2、4、8的声子数测量。
2026-07-01 quant-ph
Exceptional-Point-Induced Nonequilibrium Entanglement Dynamics in Bosonic Networks
Peking University（北京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Beihang University（北京航空航天大学）；Shanxi University（山西大学）；Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics（北京大学长三角光电科学研究院）
本研究探讨异常点对玻色子网络中多模式纠缠的动力学影响，通过非整数π跃迁相位或非均匀相互作用强度实现高阶异常点，显著增强纠缠程度。
2026-01-19 physics.optics quant-ph
Time evolution of coupled multimode and multiresonator optomechanical systems
我们研究了玻色子系统的时间演化，其中多个驱动玻色子模式的光与多个机械谐振器通过任意的，时间相关的，optomechanical-like相互作用。我们找到了系统全时演化的解析表达式，并计算了相关感兴趣的量的期望值。其中最有趣的，我们能够计算一阶量子偶相干对子系统之间，和机械振荡器的约化态的非线性相互作用引起的混合度的解析表达式。最后，我们还比较了我们的结果与系统的线性化版本，我们发现一个政权，有一些可测量的数量的行为定性和定量的差异。因此，我们的结果可以用来描述完整的时间演化的系统，其非线性特性和探索的线性化方法的有效性。
2019-05-01 quant-ph
Multimode mean-field model for the quantum phase transition of a Bose-Einstein condensate in an optical resonator
建立了一个描述腔中超冷原子与光场哈密顿相互作用的平均场模型。利用巨正则方法对玻色-爱因斯坦凝聚体进行了适当的定义。该模型是有效的，因为只有相关的激励模式被考虑。然而，该模型超越了描述最近观察到的自组织量子相变所必需的双模子空间。我们计算了耦合原子场和辐射场混合玻色子系统的所有二阶关联，包括两类场之间的纠缠。
2011-01-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fast Sideband Control of a Weakly Coupled Multimode Bosonic Memory
本文提出两种 transmon 介导的快速边带控制策略，在弱色散耦合的十模超导腔中实现光子数选择性 SWAP、Fock/NOON 态及二项式编码，最快达裸耦合30倍，编码保真度96.3%。
2025-03-13 quant-ph
Interaction-Assisted Spin Coherence in a Multimode Trapped Atomic Ensemble
College of William and Mary（威廉与玛丽学院）
本文研究多模囚禁原子系综中热占据导致的拉姆齐对比度衰减，提出弱轴分辨哈密顿理论，发现交换相互作用可恢复集体相干性，且交叉耦合遵循逆平方热标度。
2026-10-08 quant-ph
Quantum Statistical Enhancement of the Collective Performance of Multiple Bosonic Engines
我们考虑一个不可区分的量子机器的合奏，并表明量子统计效应可以引起一个真正的量子增强集体热力学性能。当多个不可区分的玻色子功资源耦合到外部系统时，外部系统的内能变化表现出由系综中的排列对称性引起的增强，这在后者由可区分的功资源组成时是不存在的。
2020-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence-free subspaces and subsystems for a collectively depolarizing bosonic channel
讨论了集体去极化作用下玻色子通道中无退相干子系统的结构。信道的单次使用被定义为一对玻色子模式的传输。集体去极化包括各个模式算子的随机线性U（2）变换，其被假设为对于信道的$N$连续使用是相同的。我们推导出一个递归公式，在这样的设置可用的消相干子系统的维数的特征。
2005-06-02 quant-ph
Teleportation and spin squeezing utilizing multimode entanglement of light with atoms
我们提出了一个将光脉冲的量子态传送到原子系综的集体自旋态上的方案。在这个协议中作为资源的光和原子的纠缠态是通过探测集体原子自旋而产生的，拉莫尔在外部磁场中进动，与相干光脉冲共振。我们在这里第一次充分考虑拉莫尔旋进的影响，并表明它会产生一种质的新型的多模纠缠态的光和原子。该协议被证明是强大的对占主导地位的噪声源，并可以实现在室温下与自由空间光相互作用的原子系综。我们还提供了一个方案来执行的拉莫尔旋进自旋态的读出，使成功的隐形传态的验证以及自旋压缩的创建。
2005-11-17 quant-ph
Measurement-based preparation of non-Markovian and multimode mechanical states
纳米机械谐振器是未来量子技术（如量子力传感器和接口）以及宏观量子物理研究的关键工具。制备室温非经典态的能力是一个重大的挑战。在这里，我们将探讨如何使用基于测量的状态调节来实现这一目标。我们证明了有条件冷却的纳米机械谐振器，具有非马尔可夫消相干，并从理论上表明，非马尔可夫性使量子压缩显着更容易实现。我们进一步表明，集体测量的多个谐振器模式，提高状态准备的质量。这使我们能够实现集体热机械压缩，在实验中，超越了有效性的光波近似。我们的模型表明，非马尔可夫性和多模条件都可以使室温量子压缩与现有技术。总之，我们的研究结果为实现室温量子纳米机械器件及其在量子技术和基础科学中的应用铺平了道路。
2021-09-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Detection in Optical Lattices of Bosonic Atoms with Collective Measurements
纠缠检测的最低要求进行了讨论的自旋链中的自旋不能单独访问。所提出的方法可以探测到接近于团簇态和多体单重态的纠缠态，并且在两态玻色原子光晶格中的实验实现是可行的。纠缠的标准是基于纠缠证人和集体观测的不确定性。
2004-05-26 cond-mat quant-ph
Encoding qubits in multimode grid states
将逻辑量子信息编码在谐振子模式中是实现量子计算机的一种有前途的、硬件高效的方法。在这项工作中，我们提出了编码的逻辑量子比特的谐振子模式的合奏的网格状态。我们首先讨论这些多模玻色子码的一般结果;如何设计它们，如何在不同的实验平台上实际实现它们，以及如何利用晶格对称性来执行逻辑非Clifford操作。然后，我们详细介绍了两个双模式网格代码的基础上的超立方和D4格，分别显示如何执行一组通用的逻辑运算。我们证明了数值多模网格代码相比，他们的单模对应，增加了对传播错误的鲁棒性从用于纠错的辅助。最后，我们强调了多维晶格和与量子比特码级联的单模网格码之间的一些有趣的联系。
2022-02-07 quant-ph
Application of Resonance Perturbation Theory to Dynamics of Magnetization in Spin Systems Interacting with Local and Collective Bosonic Reservoirs
我们应用我们最近发展的共振微扰理论来描述动态的磁化在顺磁自旋系统同时相互作用与本地和集体玻色子环境。我们推导出显式表达式的约化密度矩阵元素的演变。这使我们能够明确地计算宏观磁化的动力学，包括特征弛豫和失相时间尺度。我们表明，集体效应（i）不影响弛豫过程的性质，但仅仅是重新归一化的弛豫时间，和（ii）显着修改的退相时间，导致在某些情况下，一个复杂的（时间不均匀）动态的横向磁化，由一个有效的时间依赖性磁场。
2011-02-14 quant-ph
Entanglement assisted capacity of the broadband lossy channel
计算了有损耗的多模玻色子信道的纠缠辅助容量。只要信道的效率在50%以上，超密集编码效应就可以用来传输比那些可以存储在信道下发送的消息中的比特更多的比特。还提供了多模信道的其他容量的界限。
2003-07-15 quant-ph
Probing and Manipulating Fermionic and Bosonic Quantum Gases with Quantum Light
研究了全量子体系中原子与光的相互作用，重点研究了囚禁在光晶格中的超冷原子的非共振光散射。对光子的探测允许对原子系综的量子相关性进行量子非破坏（QND）测量，区分不同的量子态。我们分析了光与物质之间的纠缠，并展示了如何利用它来实现多模宏观量子叠加，如薛定谔猫态，玻色子和费米子。我们提供的例子，利用不同的测量方案，并研究其鲁棒性去相干。最后，我们解决的制度，其中的光晶格潜力是一个量子动力学变量，并修改了原子状态，导致新的量子相位，并显着改变原子系统的相图。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Digital building blocks for controlling random waves based on supersymmetry
利用多模波可以通过模态扩展实现高信息容量。虽然包括波导、耦合器和多路复用器在内的无源多模器件已被证明可用于动量域或频域的宽带响应，但由于难以在所有本征模上施加一致的动态特性，多模的集体切换仍然是一个挑战。在这里，我们克服了这个限制，实现数字开关的空间随机波，超对称对多模潜力的基础上。我们发现，超对称变换的任何宇称对称的潜在派生的宇称反转的所有本征模，这使得完全隔离的随机波在“关闭”状态。积木的二进制和多值逻辑，然后证明随机波：谐波对二进制开关的任意波前和Pöschl-Teller对多级开关，实现了模糊隶属函数。我们的结果建立了多模动力学的全局相位匹配条件，将为多通道数字光子学奠定基础。
2016-11-28 physics.optics quant-ph
Relaxation in an Extended Bosonic Josephson Junction
本文详细分析了扩展玻色子约瑟夫森结中的弛豫动力学。我们表明，在三维空间中使用Gross-Pitaevskii方程的随机经典场模拟再现了M。Pigneur等人，物理修订信函120，173601（2018）。我们给出了一个解析解描述通过多模退相的短时间演化。对于较长的时间，所观察到的弛豫相位锁定状态是由非线性动力学超越正弦-戈登模型，诱导的纵向限制潜力和持久的，即使在零温度。最后，我们分析了不同的实验相关的捕获几何形状，以减轻这些影响。我们的研究结果为进一步研究扩展玻色子约瑟夫森结弛豫的非线性和量子效应提供了实验基础。
2021-05-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dark-state solution and symmetries of the two-qubit multimode asymmetric quantum Rabi model
本文研究双量子比特非对称量子 Rabi 模型的暗态解，发现其导致能级交叉，并通过构造本征能量基中的标记算符及推广到多模情形，揭示了与守恒玻色子数算符相关的对称性，为广义 Rabi 模型的对称性分析提供了新视角。
2024-06-10 quant-ph
Accessing continuous-variable entanglement witnesses with multimode spin observables
本研究提出基于多模自旋可观测量的连续变量纠缠检测方案，借助Jordan-Schwinger映射将纠缠判据转化为可通过少量光子数测量实现的形式，无需量子态层析即可高效检测多种态的纠缠，且实验缺陷影响适中。
2023-08-25 quant-ph
Entanglement frustration in multimode Gaussian states
一个复合量子系统的两个部分之间的二分纠缠可以用一方的纯度来量化，并且总存在一个使它最大化（并使纯度最小化）的整个系统的纯态。当考虑许多不同的二分区时，要求所有二分区的纯度都是最小的，这引起了纠缠挫折现象。在具有离散和连续变量的量子系统中观察到的这一特征，可以通过合适的代价函数来研究，该代价函数的最小化者是最大多方纠缠态（MMES）。本文推广了多模玻色子系统中高斯态多体纠缠受挫的分析。在有限平均能量的约束下，在低能量极限和高能量极限下，我们得到了挫折的界限。
2011-10-17 quant-ph
Classical stochastic measurement trajectories: Bosonic atomic gases in an optical cavity and quantum measurement backaction
我们制定计算效率的经典随机测量轨迹的多模量子系统在连续观测。具体地说，我们考虑的非线性动力学的原子玻色-爱因斯坦凝聚体包含在一个光学腔的光泄漏的连续监测。经典轨迹在经典相空间表示中编码以给定检测记录为条件的连续量子测量过程。我们导出了一个Fokker-Planck方程的组合凝聚腔系统的准概率分布。我们解开的动态随机经典轨迹的条件下，连续监测系统的量子测量过程中，这些轨迹忠实地代表测量记录的个人实验运行。由于多原子系统中连续测量的可观测量的动力学可以用经典动力学近似，该方法提供了一种计算大型多模量子系统测量记录的数值有效和精确的方法。一个大的原子云的连续监测动力学的数值模拟显示相当波动的相位分布在不同的测量轨迹之间，而合奏平均表现出局部空间变化的相位退相干。单独的测量轨迹导致空间斑图形成和光机械运动，其仅由测量反作用产生。以光子的探测记录为条件的连续量子测量过程的反作用自发地打破了凝聚体的空间轮廓的对称性，并且可以被定制为选择性地激发集体模式。
2014-08-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Multimode entanglement of light and atomic ensembles via off-resonant coherent forward scattering
发展了光在具有任意角动量的偏振原子系综中的相干前向光的散射的量子理论处理。研究了弱辐射场与多能级原子跃迁相互作用的相干前向散射。基于有效哈密顿量的概念和海森堡形式，我们讨论了传播光的偏振斯托克斯分量的量子涨落和散射原子的集体自旋涨落的耦合动力学。我们表明，在相干前向散射的过程中，这种动力学可以描述在原子样品中产生的极化激元型自旋波。我们的工作给出了一个一般的例子，纠缠过程中的集体量子态的光和原子的角动量，以前只考虑的情况下，自旋1/2原子的系统。我们使用开发的一般形式主义，以测试的适用性自旋1/2近似建模的量子非破坏测量原子具有较高的角动量。
2005-02-24 quant-ph
Collective bosonic effects in an array of transmon devices
多个发射体与电磁模式相干相互作用产生集体效应，例如相关衰变和相干交换相互作用，这取决于发射体的分离。通过对角化有效非厄米多体哈密顿量，我们揭示了编码衰变和相互作用特性的复值本征值谱。我们发现，有显着的差异，在新兴的影响相比，二能级系统和谐振子的相互作用的非谐振子阵列。玻色衰变率的最superradiant状态的填充因子的函数线性增加，并超过了两个级别的系统的幅度。此外，对于玻色子系统，在每个填充因子处形成暗态。这些是在强烈的对比与两个级别的系统，其中观察到的最大超辐射在半填充和较大的填充因子超辐射减弱，没有暗态形成。作为玻色波导QED的实验相关装置，我们着重于矩形波导中嵌入的传输子器件阵列。具体地说，我们研究了在M中实验实现的两个transmon对的设置。Zanner等人，arXiv.2106.05623（2021），并表明有必要考虑transmons作为玻色子多级发射器，以准确地恢复更高激发流形的正确集体效应。
2021-12-22 quant-ph
Collisional effects on the collective laser cooling of trapped bosonic gases
分析了原子-原子碰撞对集体激光冷却方案的影响。本文导出了描述弱凝聚区原子-原子碰撞时激光冷却的量子主方程。利用这个方程，我们进行了一维和三维的种群动力学的蒙特卡罗模拟。我们观察到，基态激光诱导凝聚的存在下，碰撞保持。激光冷却导致从描述碰撞诱导平衡的玻色-爱因斯坦分布到具有有效零温度的分布的转变。我们还分析了原子-原子碰撞对冷却到阱的激发态的影响。
1999-06-18 quant-ph
Preparation of Multimode NOON States via Floquet-Engineered Conditional Chiral Excitation
Northeast Normal University（东北师范大学）
本研究提出Floquet工程条件路由框架，利用d能级控制器调控手性激发，实现任意奇数模NOON态的可编程制备，并验证了三模和五模实现及其鲁棒性。
2026-09-15 quant-ph
Generation of light with multimode time-delayed entanglement using storage in a solid state spin-wave quantum memory
在这里，我们演示了产生和存储纠缠在一个固态自旋波量子存储器与按需读出使用的过程中的rephased放大自发发射（RASE）。由掺杂到Y $_2$ SiO $_5$晶体中的Pr $^{3+}$离子的反转系综产生的放大自发辐射（ASE）在Praseo_2系综的集体态和输出光之间产生纠缠。然后使用四能级光子回波技术重新定相合奏。当RASE作为自旋波存储长达5 $μ$ s时，ASE和其回波之间的纠缠被确认，并且不可分性破坏被保留。RASE被证明是时间多模与两个时间模式之间的几乎完美的兼容性证明。这些结果为多模固态量子存储器在可扩展量子网络中的应用铺平了道路。
2016-07-29 quant-ph
Quantum statistical enhancement of collective behaviour in a bosonic active Ising model
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究一维玻色子活性Ising模型，发现玻色子量子统计显著增强群聚和星形形成等集体行为，并与硬核玻色子模型对比，同时探讨横向磁场对量子统计稳定化的竞争效应。
2026-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft quant-ph
Multimode phonon-mediated enhancement of entanglement and competing synchronization in cavity magnomechanics
Abdelmalek Essaadi University（阿卜杜勒马利克·埃萨迪大学）；Nantong University（南通大学）；University of Yaounde I（雅温得第一大学）；Akal University（阿克大学）
本文提出多模声子介导机制，利用多振动模式作为平行散射通道耦合腔-磁振子极化激元，实现稳态纠缠增强，且极化激元模式量子同步与纠缠源于相同散射过程，为混合磁力学平台操控量子关联提供新途径。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient multimode Wigner tomography
本文提出一种采样需求随子空间大小多项式扩展的多模量子态重建方法，在3D cQED系统上对多达4模纠缠W态进行维格纳层析验证，相比传统方法在3模及以上模式数下效率显著提升。
2023-09-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Engineering phonon-phonon interactions in multimode circuit quantum acousto-dynamics
近年来，在玻色子模的大希尔伯特空间中对量子信息进行编码和处理的研究取得了显著的进展。机械谐振器对于这个目的是非常感兴趣的，因为它们将许多高品质因数模式限制在小体积中，并且可以容易地与许多不同的量子系统集成。一个重要但具有挑战性的任务是在不同的机械模式之间创建直接的相互作用。在这里，我们展示了一个现场可调分束器类型的高泛音体声波谐振器的几个机械模式之间的相互作用。工程相互作用介导的参数驱动的超导transmon量子比特，我们表明，它可以定制耦合对或三重态的声子模式。此外，我们利用这种相互作用来证明声子之间的Hong-Ou-Mandel效应。我们的结果为声子系统作为量子存储器和量子模拟平台奠定了基础。
2023-03-01 quant-ph
Time-delayed collective dynamics in waveguide QED and bosonic quantum networks
Instituto de Física Fundamental, IFF-CSIC（基础物理研究所，西班牙国家研究委员会）
本文提出了一种理论框架，用于研究波导量子电动力学中量子发射体在非马尔可夫环境中由于光子延迟导致的集体动力学，揭示了级联超/亚辐射现象。
2026-01-08 quant-ph
Maximal-Rank Squeezing from Rank-One Quenches: An Exact Spectral-Reachability Theorem for Gaussian Bosonic Systems
Stanford University（斯坦福大学）
该研究证明高斯玻色系统有限秩二次淬火产生多模压缩的精确谱可达性定理，揭示微扰秩不限制激活压缩通道数，给出暗区等特性，为多模高斯系统提供硬件筛选原则。
2026-08-25 quant-ph
Finite-energy two-way assisted capacities: Exact formulas for multimode loss and fading
University of York（约克大学）；nodeQ
该研究推导了多模损耗与衰落信道在局域量子操作和双向经典通信辅助下的有限能量双向量子与密钥容量精确公式，为能量受限的光量子通信提供了能量分配指导与性能基准。
2026-10-14 quant-ph
Correlation effects and collective excitations in bosonic bilayers: role of quantum statistics, superfluidity and dimerization transition
本文研究了一个两组分二维偶极玻色体系。通过量子蒙特卡罗模拟，在很宽的层间距范围内，我们详细分析了对关联函数，静态响应函数，动能和相互作用能。通过减少层间距，我们观察到从弱到强结合二聚体状态的过渡。过渡是伴随着发病的短程相关性，抑制超流响应，和rotonization的激发光谱。用随机重构法和矩量法研究了二聚化过程中{ \em同相}（对称）和{ \em异相}（反对称）集体模的色散规律和动力学结构因子.反对称模谱的影响最强烈的抑制层超流性（指定的超流分数$γ_s=ρ_s/ρ$）。在一个纯粹的超流/正常的阶段，只有声/光（间隙）模式恢复。在部分超流相中，两者同时存在，并且分散体分裂成对应于正常和超流组分的两个分支。声学模式的频谱权重与$γ_s$成线性比例。当$γ_s$由于二聚体状态的形成而减少时，该权重转移到光学分支。总之，我们展示了如何在偶极双层的层间二聚可以唯一地确定静态和动态性能。
2016-04-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
