Non-equilibrium theory of projected ensembles
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）
本文针对作为量子科学核心对象的投影系综，建立了其动力学的通用精确非平衡理论，推导了相关方程并给出经典表示，为其多方面研究提供了分析框架，应用广泛。
2026-08-12 quant-ph
Gravitational dephasing in spontaneous emission of atomic ensembles in timed Dicke states
本文讨论了弱引力场诱导的退相对定时单光子Dicke态原子系统集体辐射动力学的影响。我们表明，被随机放置的静止原子的静止系统吸收的光子不再自发地发射的方向上的撞击光子。重力导致发射的角分布变宽。
2021-01-22 quant-ph
Stationary light pulses and narrowband light storage in a laser-cooled ensemble loaded into a hollow-core fiber
我们首次在空芯光子晶体光纤中观测到了稳定的光脉冲和窄带光存储。激光冷却的原子首先被装载到光纤芯中，提供强的光-物质耦合。然后，使用单个控制激光束将光脉冲存储在集体原子激发中。通过施加第二反向传播控制光束，可以使光脉冲停止。我们的工作为光子强关联多体系统的建立以及在量子信息处理领域的应用铺平了道路。
2016-06-09 physics.atom-ph quant-ph
Control of Inhomogeneous Ensembles on The Bloch Sphere
在相干光谱和量子信息处理中，寻找能够补偿量子系统演化参数色散的控制场（脉冲序列）是一个重要的问题。在系统动力学中使用复合脉冲来补偿色散是广泛已知和应用的。本文介绍了一种新的脉冲元件，用于校正脉冲误差。这些设计方法是解析的，可以用来证明任意好的鲁棒性能。此外，补偿时间优于现有的傅立叶合成方法，这对于最小化由于松弛效应引起的误差至关重要。
2012-03-31 quant-ph
Accurate correction of arbitrary spin fermions quantum tunneling from non-stationary Kerr-de Sitter black hole based on corrected Lorentz dispersion relation
根据弦论和量子引力理论研究中提出的修正色散关系，对Rarita-Schwinger方程进行了精确修正，得到了Rarita-Schwinger-Hamilton-Jacobi方程，并利用该方程研究了动态Kerr-de Sitter黑洞中任意自旋费米子的量子隧穿辐射特性.导出了一系列精确修正的描述黑洞性质的物理量，如表面引力、化学势、隧穿几率和Hawking温度。这一研究丰富了黑洞物理的研究方法，使研究内容更加精确。
2020-02-09 gr-qc hep-th quant-ph
Stationary light in atomic media
当原子系综与相干光场相互作用时，可以观察到许多有趣而有用的效应。特别是，相干场的群速度可以显着修改。电磁感应透明可能是最著名的例子，它产生了非常慢的光。仔细调整光场也可以产生存储的光，其中光场完全映射到原子系综的相干性中。与光场熄灭的存储光相反，静止光是群速度为零的明亮光场。稳态光在维持光场很重要的情况下有应用，例如试图设计大的非线性相互作用。在本文中，我们回顾了迄今为止发表的定态光演示，并提供了一个统一的理论框架，描述了实验观察。我们还讨论了稳态光的可能应用，特别是在量子信息技术中的全光相位门。
2019-05-02 quant-ph
Entanglement of individual photon and atomic ensembles
在这里，我们提出了一个实验上可行的方案，纠缠飞行量子比特（偏振模式的单个光子）和静止量子比特（长寿命的集体激发的原子系综）。这种纠缠集成了两个不同的物种，可以作为飞行和静止量子比特之间的量子信息相干转换的关键元素。利用线性光学可以方便地调节纠缠度。此外，本方案可以修改，以产生这种纠缠的方式事件准备与就业的一对纠缠光子。然后，成功的准备可以明确地预示着两个单光子探测器之间的重合。分析了它在单光子量子存储中的应用。所有这些制备和应用加工的物理要求是适度的，并且很好地适合本技术。
2003-10-27 quant-ph
Von Neumann's No Hidden Variable Theorem
冯·诺依曼用4个假设导出了量子力学的希尔伯特空间形式。在这个理论中，不存在色散自由系综。为了适应允许色散自由系综的量子力学理论，需要修改一些假设。QM的现有公式，相空间（PS）公式允许色散自由系综，因此有资格作为一个隐变量理论。在PS理论中，我们确定被违反的假设（在文中称为I）是要求量$\mathbb{R}$的值r蕴涵量$f(\mathbb{R})$的值f（r）的假设。我们注意到，这种违反出现由于跟踪内的c-数隐变量理论的运营商订购参与HS理论是需要为理论之间的1-1对应。
2020-09-06 quant-ph
Propagation of Light in an Ensemble of "3+1"-Level Atoms
研究了量子探测光在“3+1”能级原子系综中的传播，当原子与另外两个经典控制场耦合时，系统的量子探测光在其中的传播特性。首先，我们通过原子集体激发的动力学代数方法计算了三光子共振情况下探测光在这种原子介质中的色散特性，如极化率和群速度。然后计算了两个经典控制光场对原子跃迁失谐量相同和失谐量不同情况下探测光的色散。我们的结果表明，在这两种情况下，电磁感应透明的现象可以发生。特别是在第二种情况下，我们可以找到两个透明窗口的探测光。
2005-03-11 quant-ph
Dissipative microcanonical ensemble preparation from KMS-detailed balance
IBM Quantum, IBM T.J. Watson Research Center（IBM量子，IBM T.J.沃森研究中心）；UC Davis（加州大学戴维斯分校）；IBM Research（IBM研究院）
本文提出利用开放系统动力学最新进展，扩展了基于精确KMS详细平衡的构造，用于高效制备稳态态，并探讨微正则集与吉布斯集之间的局部算子等价性测试。
2026-04-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum memory for non-stationary light fields based on controlled reversible inhomogeneous broadening
我们提出了一种新的方法来有效地存储和调用非平稳光场，例如单光子时间仓量子比特，在光学致密的原子系综。我们的量子存储方法是基于可控的，可逆的，非均匀的加宽。我们简要讨论我们的建议的实验实现。
2005-02-28 quant-ph
Generalized Gibbs ensemble in a nonintegrable system with an extensive number of local symmetries
我们数值研究了具有大量局部Z2对称性的硬核玻色子不可积模型的幺正时间演化。我们发现广义吉布斯系综（GGE）比正则系综能更好地描述定态局部观测量的期望值。我们还发现，本征态热化假设失败的整个频谱，但适用于每个对称部门，这证明了广义相对论。相反，如果模型只有一个全局Z2对称性或一个与尺寸无关的局部Z2对称性，我们发现定态是由正则系综描述的。因此，即使在不可积系统中，如果系统具有大量的局部对称性，GGE也是描述定态所必需的。
2018-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlocal PMD compensation in the transmission of non-stationary streams of polarization entangled photons
研究了偏振纠缠光子分布在光纤信道中时，非局域补偿偏振模色散（PMD）的可行性，并考虑了利用脉冲光泵浦信号产生纠缠的可能性，对非局域补偿的有效性进行了量化.
2010-12-09 quant-ph
Causality in quantum physics, the ensemble of beginnings of time, and the dispersion relations of wave function
在量子物理学中，测量引起的扰动是不可忽略的。这就需要将薛定谔或海森堡方程中的时间参数$t$与记录物理事件的实验者时钟$T$的时间连续体区别对待。它将表明，$t$代表一个合奏的时间间隔在$T$期间，一个微系统的旅行不受干扰。特别地，$t=0$代表准备事件的集合，我们称之为时间开端的集合。这将$t$限制为$0\leq t<\infty$。但是这样的量子态的时间演化不能在希尔伯特空间$L^2$函数中实现，因为由于斯通-冯·诺伊曼定理，这种时间演化是由具有$t$扩展$-\infty<t<\infty$的酉群给出的。因此，需要在时间非对称边界条件下的薛定谔（和海森堡）方程的解，其中只允许半群时间演化。这个边界条件是由量子态（以及可观测量）的能量波函数满足的，这些能量波函数是满足希尔伯特变换的光滑Hardy函数，物理学中称为色散关系。
2010-11-23 math-ph math.MP quant-ph
A stationary Rydberg polariton
基于双V能级方案，提出了一种将里德堡态耦合到稳态光极化激元的新方案。我们研究了由此产生的固定里德堡极化激元的性质，并表明它的形式和二次色散关系密切类似的基础双V计划的固定光极化激元。我们考虑了里德伯杂质对系统的影响，发现了探测场的强相互作用诱导吸收。所提出的方案为一个稳定的里德伯极化激元可能会发现应用程序实现相互作用的极化激元与增加的相互作用时间。
2021-08-02 quant-ph
Preparation of multi-party entanglement of individual photons and atomic ensembles
提出了一种实验上可行的产生Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型最大纠缠的方案。与以往方案不同的是，这种纠缠可以根据不同的应用场合选择在原子系综（静止量子比特）和单个光子（飞行量子比特）之间进行，物理要求不高，符合现有的实验技术。
2003-11-01 quant-ph
Generalized Gibbs Ensembles for Quantum Field Theories
我们考虑孤立系中的非平衡动力学，用量子场论（QFTs）描述。在被准备在一个密度矩阵，这不是一个本征态的哈密顿量，这样的系统预计将放松局部的稳态。在局部守恒律的存在下，这些定态被认为是由适当的广义吉布斯系综描述。在这里，我们证明，为了获得一个正确的描述的定态，有必要考虑到守恒律，是不是（超）本地在通常意义上的QFT，但履行一个显着较弱的形式的地方。我们讨论了我们的结果在一个空间维度的可积QFT的影响。
2015-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Atom Lasers, Coherent States, and Coherence:II. Maximally Robust Ensembles of Pure States
正如在Wiseman和Vaccaro [quant-ph/9906125]中所讨论的，远高于阈值的光学或原子激光的定态是具有随机相位的相干场态的混合，或者等效地，是数态的泊松混合。我们感兴趣的是，如果有任何一个，这些描述的$ρ_{ss}$，是更自然的。在前面的文章中，我们集中讨论了这样的描述是否是物理可实现的（PR）。在本文中，我们调查这些合奏的另一个相关方面，他们的鲁棒性。一个稳健的系综是指组成它的纯态在系统演化过程中长时间保持相对不变。我们在数值上确定最强大的合奏作为激光模型中的参数的函数：在激光模式中的玻色子的自能$χ$，和多余的相位噪声$ν$。我们发现，这些最强大的合奏PR合奏，或类似的PR合奏，这些参数的所有值。在理想激光极限（$ν=χ=0$）下，最稳定的态是相干态。随着相位噪声$ν$或相位色散$χ$的增加，最鲁棒的状态变得越来越振幅压缩。我们找到了这些状态的标度律。当相位扩散或色散变得如此之大，以至于激光输出不再是量子相干的时，最鲁棒的状态变得如此压缩，以至于它们不再具有明确定义的相干振幅。也就是说，激光输出的量子相干性表现在具有明确定义的相干振幅的最鲁棒的PR状态中。这支持了这样的想法，即鲁棒PR系综是激光模式状态的最自然的描述。它也有有趣的影响，特别是原子激光器，由于自相互作用的相位色散预计将是大的。
2001-12-22 quant-ph
Effective magnetic fields for stationary light
我们描述了一种方法来创建有效的规范位在两个或三个空间维度的定态光极化激元。当静止光在与一个均匀旋转的相干驱动双$Λ$原子系综的相互作用中产生时，其运动方程就是一个大质量薛定谔粒子在有效磁场中的运动方程。此外，排斥标量势出现，但可以补偿的空间依赖失谐。由于极化激元的有效相互作用面积可以做得很大，所以可以产生简并度远高于100的简并朗道能级。这为研究相互作用的定态光极化激元的分数量子霍尔效应的玻色子模拟提供了可能。
2009-09-30 quant-ph
Two-photon dynamics in coherent Rydberg atomic ensemble
采用半经典方法研究脉冲传播，采用完全量子方法研究量子态演化，研究了在电磁诱导透明条件下Rydberg原子系综中两光子的相互作用.我们发现，封锁制度是不适合实施光子-光子交叉相位调制，由于脉冲吸收和色散。然而，基于相对弱相互作用，利用反向传播和横向分离的脉冲，可以实现近似理想的交叉相位调制。
2014-03-12 quant-ph
Lack of dispersion cancellation with classical phase-sensitive light
J.H. Shapiro最近认为，使用纠缠光子对的非局域色散消除本质上是经典的，基于与经典模型的比较，其中两个静止的混沌光束具有反相关的相位和频率，他称之为“相位敏感”光（arXiv：0909.2514）。这里表明，对于这种经典光，没有色散的物理抵消，Shapiro的结果仅仅反映了两个光束中发生相同色散的事实。在经典和量子力学的情况下，两束光的强度之间的互相关的起源是完全不同的。
2010-03-11 quant-ph
Controlled-phase gate for photons based on stationary light
我们提出了一种方法来诱导强有效的相互作用的光子介导的原子系综。为了实现这一点，我们使用所谓的静态光效应来增强相互作用。无论单原子与光的耦合如何，光子之间的相互作用强度都可以通过增加原子总数来增强。对于足够多的原子，这种设置可以作为光子的受控相位门。我们推导出两种模式的门操作的解析表达式：确定性和预示条件的存在下，在输出端的两个光子的quantiities。
2018-01-05 quant-ph
Stationary behaviour of observables after a quantum quench in the spin-1/2 Heisenberg XXZ chain
我们考虑自旋为1/2的海森堡XXZ链中的量子猝灭。在淬火后的后期，据信局部算子的期望值接近与时间无关的值，这是由广义吉布斯系综描述。采用量子转移矩阵方法，我们展示了如何确定短程关联函数在这样的广义吉布斯系综一类初始状态。
2013-07-30 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Quantum coherence in a degenerate two-level atomic ensemble: for a transition $F_e=0\leftrightarrow F_g=1$
研究了线偏振光驱动的$F_e=0\leftrightarrow F_g=1$跃迁和圆偏振光探测的量子相干性效应。由于驱动Rabi频率和塞曼分裂之间的相干性，获得了电磁诱导透明，电磁诱导吸收，以及从正到负色散的转变，以及在宽光谱范围内相干振荡的布居数。在泵浦-探测失谐量为零的情况下，预言了光的亚光速和超光速传播。最后，相干布居俘获态对这种系综中的折射和吸收不太敏感。
2002-11-11 quant-ph
Atom lasers, coherent states, and coherence: I. physically realizable ensembles of pure states
激光器，无论是光学激光器还是原子激光器，都是一个开放量子系统，它能产生一束相干的玻色子。远高于阈值，激光模式的稳态$ρ_{ss}$是具有随机相位的相干场态的混合，或者等效地，是数态的泊松混合。本文回答了这样一个问题：可以这样的描述，$ρ_{ss}$作为一个固定的纯态系综，物理实现？一个特定系统的纯态系综可以在物理上实现，如果在不改变系统动力学的情况下，实验者可以（原则上）在任何时候知道系统处于系综的纯态成员之一。这样的知识可以通过监测系统耦合的浴来获得，只要耦合可以通过马尔可夫主方程来描述。使用一个家庭的主方程（原子）激光器，我们解决了物理上可实现的（PR）合奏。我们发现，对于任何有限的自能$χ$的玻色子在激光模式，相干态系综是不是PR，最接近的一个可以来它是一个压缩态系综。这对于原子激光器尤其重要，因为在原子激光器中，由弹性碰撞产生的自能预计会很大。相比之下，数态系综总是PR。随着$χ$增加，PR系综中最接近相干态系综的态变得越来越压缩。然而，存在$χ$的值，其中具有明确定义的相干振幅的状态是PR，即使原子激光器不是相干的（在具有玻色简并输出的意义上）。我们讨论的物理意义，这种异常的条件相干性（条件玻色简并）。
2001-12-23 quant-ph
Stationary and quasi-stationary light pulse in three-level cold atomic system
研究了在电磁感应透明条件下，在反向传播控制激光场驱动下，冷原子介质中的稳态和准稳态信号光脉冲。通过推导色散关系，我们提出了信号光脉冲的光谱和时间特性，以及原子退相干对空间分裂的耦合稳态光脉冲的显着影响。最后，我们讨论了准稳态光脉冲演化的冻结空间扩展的鲁棒相干控制的慢光脉冲。
2014-01-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Direct Imaging of Slow, Stored, and Stationary EIT Polaritons
稳态和慢光效应在量子信息应用中具有重要意义。使用激光冷却的Rb 87原子，我们已经进行了侧成像我们的原子系综在缓慢和稳定的光条件下，这允许直接与数值模型进行比较。使用电磁感应透明（EIT）产生的偏振，与使用反向传播的控制场产生的稳定的光。通过控制两个控制场的功率比，我们可以很好地控制定态光的群速度。我们还比较了使用单色和双色控制场的稳态光的动力学。我们的研究结果表明，这两种情况之间的差异可以忽略不计，与以前的工作EIT为基础的系统。
2017-06-26 physics.optics quant-ph
Complete Generalized Gibbs Ensemble in an interacting Theory
在可积多粒子系统中，人们普遍认为量子猝灭后到达的稳态可以用广义吉布斯系综（GGE）来描述，广义吉布斯系综是由它们大量的守恒电荷构成的。一个关键的问题是，然后确定一个完整的一套这些费用，使GGE提供准确的稳态预测。在这里，我们解决了这个长期存在的问题的情况下，自旋1/2海森堡链明确构建一个GGE，唯一固定的宏观态描述的静态行为后，一般的量子淬火。在我们的方法，很容易推广到其他可积模型的一个关键因素，最近发现的准本地收费。作为一个测试，我们重现确切的后淬火稳定状态的Neel淬火问题之前获得的淬火行动的方法。
2015-08-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Dynamics and equilibration of Rydberg excitations in dissipative atomic ensembles
研究了弛豫作用下强相互作用原子里德堡态的共振光激发。我们采用量子随机（蒙特卡罗）波函数来模拟二维晶格中几十个原子的耗散动力学。我们表明，在典型的实验条件下，涉及缓慢的里德伯态衰减和相当大的放松原子相干性，在几微秒的时间尺度上的原子系综接近一个稳定的状态，其中大部分的原子之间的量子相关性已经衰减了。然而，稳定状态，表现出很强的经典相关性的里德伯激发概率。
2013-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Observable Statistical Mechanics
本文提出可观测统计力学框架，将平衡态粗粒度测量视为含噪信道并用最大熵原理预测少数结果可观测量的稳态分布，且无需微观能态信息。
2025-07-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Magnetically Induced Transparency-Absorption and Normal-Anomalous Dispersion Characteristics of ${}^{87}\text{Rb}$ Medium or Any J-Type Configuration Atomic Vapors Subject to a Vector Magnetic Field and a Weak Resonant Pump
Alikhanyan National Laboratory (Yerevan Physics Institute)（阿利哈尼扬国家实验室（耶烈万物理研究所））；Institute for Physical Research, Armenian National Academy of Sciences（亚美尼亚国家科学院物理研究所）
本研究通过分析${}^{87}\text{Rb}$介质或J型原子蒸气在矢量磁场和弱共振泵作用下的MITA/MINAD特性，揭示了频率依赖的透明吸收与正常异常色散现象，为高精度磁力计和光子功能优化提供理论支持。
2026-01-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Dispersive Optical Interface Based on Nanofiber-Trapped Atoms
我们将一千个原子的系综在锥形光波导周围的倏逝场中进行色散界面。该方法依赖于系综与非共振探测光束的倏逝场的方位角非对称耦合，该倏逝场透射通过反射镜。由此产生的双折射和色散是显着的，我们观察到的相移$\sim$\，1\，mrad的每原子在失谐的6倍的自然线宽，对应于有效的共振光密度每原子为0.027。此外，我们利用这种强色散非破坏性地确定原子的数量。
2011-10-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Critical phenomena and nonlinear dynamics in a spin ensemble strongly coupled to a cavity. II. Semiclassical-to-quantum boundary
我们用数值方法研究了自旋系综与单模谐振腔强耦合的动力学和定态问题。采用广义累积量展开方法，我们分析有限尺寸的振幅双稳性，这是一个范例的驱动耗散相变的半经典描述的修正。我们的理论模型允许我们包括非均匀加宽的自旋系综和捕获的方式量子校正方法的半经典极限增加系综大小$N$。我们建立了Maxwell-Bloch方程有效性的判据，并证明了在接近振幅双稳临界点时，即使是由高达$10^4$自旋组成的非常大的自旋系综，其特征也明显偏离半经典理论。
2019-08-03 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.atom-ph
