Decoherence in adiabatic quantum evolution - application to Cooper pair pumping
绝热控制理论的挑战之一是适当地包括耗散的影响。在这里，我们研究一个开放的二能级量子系统的绝热动力学推导出一个广义的主方程，始终考虑驱动和耗散的联合行动。我们证明了在零温极限下，基态动力学不受环境的影响。作为一个例子，我们将我们的理论应用于库珀对泵浦，这表明了基态绝热演化的鲁棒性。
2010-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simplified scheme for entanglement preparation with Rydberg pumping via dissipation
最近的工作[A]。W. Carr和M. Saffman，Phys. Rev. Lett. 111，033607（2013）]，提出了一种利用耗散Rydberg泵浦制备两原子最大纠缠态的简化方案.与原方案相比，简化方案包含的经典激光场和里德伯相互作用较少，且避免了非对称里德伯相互作用。主方程模拟表明，在一定条件下，最大纠缠态的保真度和Clauser-Horne-Shimony-Holt关联度分别可达0.999和2.821。此外，我们将物理思想扩展到制备三维纠缠态，数值模拟表明，在一定条件下，理论上所需纠缠的保真度和负性都可以非常接近于1。
2015-07-26 quant-ph
Parametrically driven hybrid qubits-photon systems: dissipation-induced quantum entanglement and photon production from vacuum
考虑了参变驱动量子比特-腔系统在两个子系统之间耦合能量的周期性调制下的耗散演化，这将导致反旋过程的放大.我们揭示了这个混合系统的一个非常丰富的动力学行为。特别地，我们发现其中一个子系统中的能量耗散可以增强另一个子系统中的量子效应。例如，即使在稳态下，最佳腔衰减也有助于稳定量子位之间的纠缠和量子相关性，并补偿有限的量子位弛豫。相反，量子比特子系统中的能量耗散导致了强调制下真空光子产生的增强，但同时破坏了量子比特之间的量子并发和量子互信息。我们的结果为量子信息处理中的非定常腔量子电动力学提供了更深层次的理解，对耗散量子态工程具有重要意义。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamical Lamb effect versus dissipation in superconducting quantum circuits
超导电路为研究非稳态腔QED现象提供了一个新的平台。这种现象的一个例子是动态兰姆效应，这是由于原子的兰姆位移的非绝热调制引起的原子的参数激发。这种效应最初是在自然原子处于变化腔中时引入的，而我们提出了在动态可调耦合的超导量子比特-腔系统中实现这种效应。本文研究了在实际系统中不可避免的动力学兰姆效应和能量耗散之间的相互作用。我们发现，尽管天真的期望，这种相互作用可能会导致意想不到的动态制度。最引人注目的结果之一是，由于量子位弛豫，从真空中产生的光子可以被强烈增强，这为这样的过程开辟了一条新的通道。我们还发现，腔中的耗散可以增加量子比特的激发态布居。我们的结果可用于动力学兰姆效应及其伴随的量子效应的实验观察和研究。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
The dynamics of coupled atom and field assisted by continuous external pumping
研究了由二能级原子和腔场组成的耦合系统在连续经典外场辅助下（驱动Jaynes-Cummings模型）的动力学。当初始光场处于相干态时，动力学过程强烈依赖于两个光场的代数和。如果这个和为零（补偿情况），在系统中只有真空拉比振荡发生。讨论了耗散和外场与腔场失谐时的结果。
2005-05-02 quant-ph
Observation of topological transport quantization by dissipation in fast Thouless pumps
量子动力学对于自然过程和技术应用都是必不可少的。在慢变势中量子化粒子输运的研究（无量子泵）中，无量子泵的工作在理解这样的量子化不仅可能由量子系统的离散本征值引起，而且可能由与哈密顿参数空间的非平凡拓扑相关的不变量引起方面发挥了关键作用。自从量子化无源抽运被发现以来，人们一直认为它只限于慢驱动的极限，这是实验应用的一个根本障碍。在这里，我们引入非厄米Floquet工程作为一个新的概念，以克服这个问题。我们预测，一个拓扑能带结构和相关的量子化运输可以恢复在驱动频率一样大的系统的带隙。其基本机制是通过定制的时间周期性耗散来抑制非绝热转变。我们通过等离子体波导阵列中拓扑输运量子化的实验证实了理论预测。
2020-08-12 physics.optics quant-ph
Quantized topological energy pumping and Weyl points in Floquet synthetic dimensions with a driven-dissipative photonic molecule
本研究提出驱动-耗散光子分子体系，利用其特性增强Floquet合成维度的量子化拓扑能量泵浦，还可实现Weyl点与Berry曲率测量，支持低调制带宽下的高维拓扑哈密顿量k空间工程。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Photon condensation in circuit QED by engineered dissipation
本文研究了受驱动的耗散超导微波谐振器阵列中的光子凝聚现象。具体来说，我们表明，通过使用适当设计的微波光子与超导量子位的耦合，可以设计一种有效的耗散机制，将光子散射到低动量状态，同时保持它们的数量。这模拟了玻色子与低温浴的可调谐耦合，并导致在存在损耗和连续驱动条件下形成静止光子凝聚。在这里，我们提出了一个现实的实验装置来观察这种效应在两个或多个耦合腔，并研究这种不平衡的冷凝，这是从泵送和耗散过程之间的竞争所产生的特性。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bose-Hubbard Model: Relation Between Driven-Dissipative Steady-States and Equilibrium Quantum Phases
在弱抽运和弱耗散的限制下，给出了腔光子驱动耗散玻色-哈伯德模型的平均场主方程的解析解。而不是纯粹的莫特绝缘体状态，我们发现统计的混合物具有相同的二阶相干性作为一个Fock态与n个光子，但平均光子数为n/2。当n个泵浦光子具有与非线性腔内的n个相互作用光子相同的能量并且存活到临界隧穿耦合强度时，这些混合态发生，在临界隧穿耦合强度以上发生到经典相干态的交叉。我们还解释了起源的反聚束和超聚束预测的P-代表平均场论在较高的泵浦和耗散。特别是，我们表明，相关的相图的强相关区域内的半经典Gross-Pitaevski方法不能描述。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
On dynamical semigroup for damped driven Jaynes-Cummings equations
Institute of Mathematics of BOKU University, Vienna, Austria（维也纳博根塔尔应用科技大学数学研究所）
本文研究了受迫驱动Jaynes-Cummings方程的动力学半群构造，针对非正耗散算子和时间不变泵浦情况，证明了在Hilbert空间中半群的收缩性及解的非正性。
2026-03-18 math-ph math.MP quant-ph
Engineering multi-photon dissipation with a dc-voltage-biased Josephson junction
École Normale Supérieure de Lyon（里昂高等师范学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire de Physique（物理实验室）；Alice & Bob；Mines Paris（巴黎矿业学院）；Inria（法国国家信息与自动化研究所）；ENS-PSL（巴黎高等师范学院-PSL大学）；Centre Automatique et Systèmes (CAS)（自动系统与中心）；Sorbonne Université（索邦大学）；PSL Research University（PSL研究大学）
本文提出用直流偏置SQUID实现多光子耗散，避免杂散非线性项，通过维格纳层析成像表征双光子耗散，为猫量子比特稳定化提供可行途径。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lindbladian approach for many-qubit thermal machines: enhancing the performance with geometric heat pumping by interaction
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario（罗萨里奥国立大学精确科学、工程与测量学院）；Instituto de Física Rosario (CONICET)（罗萨里奥物理研究所（阿根廷国家科学研究委员会））；Departamento de Sólidos Cuánticos y Sistemas Desordenados, Centro Atómico Bariloche, Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CONICET-CNEA and Instituto Balseiro（巴里洛切原子中心量子固体与无序系统系，纳米科学与技术研究所（阿根廷国家科学研究委员会-阿根廷国家原子能委员会）和巴尔塞罗研究所）
本文基于Lindblad主方程框架，系统分析了慢驱动下相互作用量子比特热机，通过几何热泵机制突破非相互作用系统的熵变Landauer极限，并揭示了相互作用与耗散功率的非平凡关系。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling Nuclear Spins by Dissipation in a Solid-state System
纠缠是量子力学的一个迷人的特征，也是大多数量子信息处理任务的关键成分。然而，纠缠的产生通常会受到不必要的耗散的阻碍，这是由于系统与其环境的不可避免的耦合。在这里，我们报告了一个实验，如何纠缠两个$^{13}$ C核自旋通过工程耗散在氮空位系统。我们利用电子自旋作为辅助，并结合幺正过程与辅助的光泵浦一起实现工程耗散，并确定性地产生两个核自旋的纠缠态，独立于它们的初始状态。我们的实验证明了工程耗散作为在固态系统中产生多量子比特纠缠的工具的力量。
2020-06-01 cond-mat.dis-nn quant-ph
Fluctuation-Dissipation Relation from the Nonequilibrium Dynamics of a Nonlinear Open Quantum System
继续我们的调查时，波动耗散关系（FDR）可能会出现在开放量子系统的非平衡动力学的背景下（超过和超越传统的FDR从线性响应理论）的条件，我们转向非高斯系统，并考虑这个问题的非谐振子与标量量子场浴相互作用。给出了非谐振子与热浴之间能量（功率）交换率的一般非微扰表达式。对于存在稳定的最终平衡态的情况，以及非谐振子的两点函数的非平稳分量对功率平衡的评估的贡献可以忽略不计，我们可以非微扰地证明，平衡意味着非谐振子的FDR。然后，我们使用一个弱非谐振子作为一个例子来说明这两个假设确实是满足根据我们的一阶微扰结果：净能量交换消失后弛豫的开放系统动力学和平衡态存在于后期。
2020-02-18 hep-th quant-ph
Engineering steady entanglement for trapped ions at finite temperature by dissipation
本文提出了一种耗散的方法来制备两个囚禁离子在Lamb-Dicke极限下的最大纠缠态。通过用频率与离子跃迁共振的单色驻波激光脉冲和耦合到基态跃迁的微波场来处理被囚禁的离子系统，我们获得了两个粒子之间的有效耦合，这与声子数起伏无关。同时，利用辅助激光场将囚禁离子的亚稳态抽运到短寿命离子态，实现了囚禁离子的可控自发发射。将幺正过程与工程耗散相结合，可以产生一个确定的Bell态，而与系统的初始状态无关。此外，我们的结果表明，CHSH不等式可以违反广泛的退相干参数，即使在有限的温度。
2022-07-13 quant-ph
Energy dynamics, heat production and heat-work conversion with qubits: towards the development of quantum machines
本文综述了量子比特系统中能量动力学和能量转换机制的研究进展，特别着重于超导量子线路的实现。我们简要介绍了相关的理论框架，分析热生成，能量传输和能量转换在这些系统中的时间依赖驱动和不考虑平衡和非平衡环境的影响。我们在量子比特系统的背景下分析当前调查的具体问题和机制。这些问题包括能量耗散及其控制的可能途径、驱动源之间的能量泵送和水库之间的热泵送、热机的实现和能量储存机制。我们强调的基本现象相关的几何和拓扑性质，以及多体相关性。我们还介绍了最近在这一领域的实验活动的概述。
2022-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong and weak coupling of two coupled qubits
本文研究了非相干连续泵浦和耗散作用下两个耦合量子比特（二能级系统）的动力学和功率谱。强耦合的新制度被确定，这是由于系统中的相干流的额外路径。即使在强退相干的情况下，也能重构修饰态。结果是解析的，并提供了一个精确的描述强耦合存在的泵浦和衰减的非平凡（非线性）系统。
2010-01-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipation enabled efficient excitation transfer from a single photon to a single quantum emitter
我们提出了一个方案，用于触发从单光子波包到单量子发射体的耗散主导的高效激发转移。这种单光子诱导的光泵浦将占主导地位的耗散过程（例如发射体的自发光子发射或腔衰减）转变为用于量子信息处理和量子通信的有价值的工具。它适用于具有足够小带宽的任意形状的单光子波包，只要满足平衡所涉及的耗散率的匹配条件。我们的方案不需要额外的激光脉冲或量子反馈，并不限于高模式选择性腔量子电动力学架构。特别地，它可以用于显著增强单个光子到植入一维波导中或甚至在自由空间场景中的单个量子发射器的耦合。我们证明了我们的计划建立一个确定性的量子存储器和不同波长的光子量子比特之间的确定性频率转换器的有用性。
2016-05-30 quant-ph
Atomic self-organization emerging from tunable quadrature coupling
最近对耗散引起的结构不稳定性的实验观察为探索稳态和非稳态动力学之间的竞争机制提供了新的机会[Science 366，1496（2019）]。在这项研究中，两个正交的腔场耦合到两个不同的塞曼态的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。在这里，我们提出了一种新的方案，耦合两个密度波自由度的BEC的两个正交的腔场。与以往的研究不同的是，我们的模型中的光-物质正交耦合被赋予了一个可调的耦合角。除了均匀和自组织相，我们解开了一个动态不稳定状态诱导的腔耗散。有趣的是，耗散定义了一个特定的耦合角，跨该耦合角，不稳定性消失。此外，在这个临界耦合角下，两个原子密度波中的一个可以独立地被激发，而不会相互影响。我们还发现，我们的系统可以映射到一个简化的三能级模型下常用的低激发模近似。然而，这种近似的有效性被证明是打破了一些特殊的系统参数的耗散性质，暗示低激发模式近似是不够的，在捕捉一些耗散敏感的物理。我们的工作丰富了腔量子电动力学系统的量子模拟工具箱，拓宽了光与物质相互作用的研究领域。
2020-06-03 quant-ph
Autonomous Stabilization of Floquet States Using Static Dissipation
Department of Physics, Stanford University（斯坦福大学物理系）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）；Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
通过静态耗散实现傅科态的自主稳定，利用辅助腔体提高非经典态的制备保真度和光子电流
2025-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical-pumping enantio-conversion of chiral mixtures in presence of tunneling between chiral states
该研究针对手征态间隧穿不可忽略的手性分子，提出基于四能级模型的光泵浦对映转化方案，通过绝热消除与参数设计实现手征态选择性激发，结合系统耗散达成高效对映转化。
2023-12-15 quant-ph
Synchronization and coalescence in a dissipative two-qubit system
分析了在集体耗散和非相干抽运的情况下失谐自旋在局域观测量中出现同步振荡的可能性。我们发现，存在两种不同的机制，可以引起同步，即非简并亚辐射和合并。前者，称为瞬态同步，在这里推广的泵的存在。这是由于持久的相干性导致渐进的频率选择。在相同的设置中，即使在不同的条件下，也会发现聚结和例外点，这可能导致相关量中存在单一振荡频率的状态。尽管如此，我们表明，同步可以建立稳定的锁相发生后。这两个不同的机制同步的独特的光谱特征的报告为两个时间的相关性。
2020-06-23 quant-ph
Effect of the Förster Interaction and the Pulsed Pumping on the Quantum Correlations of a Two Quantum Dot-Microcavity System in the Strong Coupling Regime
该研究采用Lindblad主方程理论研究强耦合微腔中带Förster相互作用的双量子点系统的量子关联，分析了不同参数下多种量子关联量的变化，发现Förster作用使量子失谐占主导且泵浦时间会影响关联。
2024-05-20 quant-ph
Enhancement of the spontaneous emission in subwavelength quasi-two-dimensional waveguides and resonators
本文考虑了二维发射体（如量子阱或二维半导体）在准二维波导或腔中的自发发射的量子电动力学问题。我们应用海森堡-朗之万方法，其中包括耗散和波动的电子系综和电磁场的腔在平等的基础上。我们引入的朗之万噪声算子不依赖于任何特定的耗散库模型，可以应用于任何耗散机制。此外，我们的方法是适用于非平衡电子系统，例如，在泵的存在下，超出了标准的波动耗散定理的适用性。我们推导出简单的，但实际上重要的几何形状：带状线和矩形腔的解析结果。我们的研究结果表明，一个显着的增强自发发射，通过一个100倍或更高的顺序，是可能的量子阱和其他二维发射器在亚波长腔。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spectrum, Landau-Zener theory and driven-dissipative dynamics of a staircase of photons
我们研究了三个玻色子原子模与腔模非线性耦合模型中光子的产生。在没有外部驱动和耗散的情况下，不同光子数的能级聚集成一个能量阶梯，可以用来指导制备多光子态。我们考虑绝热光子产生，驱动系统通过一系列的朗道-齐纳跃迁的存在下，外部相干光泵浦。我们还分析了系统的非平衡动力学所造成的竞争的突然开关的相干光子泵浦和腔光子损失，我们发现，该系统接近一个平台与给定数量的光子，这成为亚稳态后增加的光子泵浦率。我们讨论的敏感性的时间尺度为发病的亚稳态行为的系统参数和预测的光子达到的值，解决驱动耗散动力学，包括三体之间的相关性光和物质的自由度。
2019-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Prospects for observing dynamical and anti- dynamical Casimir effects in circuit QED due to fast modulation of qubit parameters
我们考虑了非稳态电路QED体系结构，其中单个人工二能级原子在一个或多个系统参数的外部调制下与腔场模相互作用。采用两种不同的方法研究了马尔可夫耗散对原子-光场缀饰态之间调制诱导跃迁的影响：量子光学标准主方程和最近提出的缀饰图像主方程。我们估计相关的跃迁速率，并表明，光子产生真空（“动态卡西米尔效应”，DCE）和相干光子湮灭从非真空状态（“反DCE”）是可能的与当前国家的最先进的参数。
2015-04-19 quant-ph
A phonon laser in the quantum regime
本文在囚禁离子系统中通过两个独立耗散通道实现量子机制下的声子激光，平均声子数小于10，并展示了相位锁定与相位扩散的量子态重建。
2023-01-19 physics.atom-ph quant-ph
The quantum optical Josephson interferometer
在无耗散玻色子系统中，相干隧道耦合和在位相互作用之间的相互作用导致了许多引人注目的观察，从数量-相位不确定性关系到量子相变。为了探索耗散和相干驱动对隧道耦合相互作用玻色子系统的影响，我们提出了一种类似于约瑟夫森干涉仪的量子光学器件。它由两个相干驱动的线性光学腔通过一个具有单光子非线性的中心腔连接而成。通过增加非线性耦合的强度，可以抑制中心腔出射光随两个泵浦场之间相位差变化的类约瑟夫森振荡。值得注意的是，我们发现，在中心腔中的超强相互作用的限制下，耦合系统映射到一个有效的Jaynes-Cummings系统，其非线性由隧道耦合强度决定。在耦合到两个线性波导的单个非线性腔的限制下，来自非线性腔的光子反聚束的程度提供了向约瑟夫森振荡被抑制的非线性区域的过渡的极好测量。
2008-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-oscillating pump in a topological dissipative atom-cavity system
泵是一种传输机制，其中直流电流是由电势的循环演变产生的。正如张永森所指出的，当考虑量子粒子在空间和时间周期势场中的运动时，抽运过程可以有拓扑学的起源。然而，驱动这些泵的周期性演化一直被认为是从外部传递的，就像迄今为止研究的实验系统中的情况一样。在这里，我们报告的紧急机制泵浦量子气体耦合到一个光学谐振器，在那里我们观察到的粒子电流，而不施加周期性的驱动。原子所受的泵浦势是由自洽腔场与驱动原子的静态激光场干涉而形成的。由于耗散，腔场在其两个正交体之间演化，每个正交体对应于不同的中心对称晶体配置。这种自激振荡导致了一个类似于拓扑紧束缚模型中描述电子传输的时间周期势，如典型的赖斯-梅勒泵。在实验中，我们通过测量腔场相对于驱动场的相位缠绕和原位观察原子的运动来直接跟踪原子的演化。所发现的机制结合了拓扑和开放系统的动力学，并具有连续耗散时间晶体的特征。
2022-12-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pulse-qubit interaction in a superconducting circuit under frictively dissipative environment
微波脉冲被广泛用于控制和测量超导电路上制造的量子比特。由于持续的环境耦合，量子比特在自由时和与微波脉冲相互作用期间都会发生退相干。由于量子逻辑门是通过脉冲-量子比特相互作用来实现的，因此我们从理论上研究了在具有线性谱分布的耗散环境下，相互作用过程中的退相干效应，特别是脉冲的变化.我们发现，有限宽度的可传输脉冲采用不对称的多峰形状，由于不平衡的泵浦和发射率的量子比特反转时，环境的存在。脉冲波形在耗散消失时为孤子脉冲，在强耗散时为脉冲训练。我们从传播脉冲的包络和相位两个角度详细分析了环境成因。
2020-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Driven-Dissipative Bose-Einstein Condensation and the Upper Critical Dimension
本文用Keldysh场论研究驱动-耗散玻色-爱因斯坦凝聚，揭示上临界维度上下不同的凝聚机制，并通过重整化群发现在三维空间中由类Wilson-Fisher不动点控制的普适临界行为。
2024-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet Quasienergy-Resolved Dissipation, Dynamics, and Spectroscopy in Ultrastrong Cavity-QED
Queen’s University（女王大学）；RIKEN（理化学研究所）；The University of Michigan（密歇根大学）
针对超强耦合腔QED中的强周期驱动，提出非世俗Floquet广义主方程框架，揭示耗散由准能量而非未驱动共振决定，实现光谱预测与量子态调控。
2026-07-01 quant-ph
Metrological power of single-qubit dynamical Casimir effect in circuit QED
本研究通过量子拉比模型下的非平稳电路QED系统，利用可调频率二能级原子与单模谐振器耦合，数值计算表明量子Fisher信息显著超过经典极限，从而证明适当的参数调制可模拟动力学卡西米尔效应并产生具有计量学优势的非经典光态。
2025-08-13 quant-ph
