Robust Variational Ground-State Solvers via Dissipative Quantum Feedback Models
School of Engineering, The Australian National University（澳大利亚国立大学工程学院）；Australian Artificial Intelligence Institute, Faculty of Engineering and Information Technology, University of Technology Sydney（悉尼科技大学工程与信息科技学院澳大利亚人工智能研究所）
本文提出了一种基于耗散量子反馈模型的变分基态求解器，通过H-infinity控制提升鲁棒性，适用于量子化学和光学实验平台。
2025-12-16 quant-ph
Fault-Resilience of Dissipative Processes for Quantum Computing
University College London（伦敦大学学院）；Phasecraft Ltd.（Phasecraft有限公司）
本研究证明了耗散量子本征求解器在特定噪声下的容错能力，而耗散量子计算在噪声鲁棒性上不优于标准量子电路模型。
2026-03-05 quant-ph
Rapid quantum ground state preparation via dissipative dynamics
Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology（加州理工学院量子信息与物质研究所）；Division of Physics, Mathematics, and Astronomy, California Institute of Technology（加州理工学院物理、数学与天文学部）；Department of Mathematics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校数学系）；Department of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理系及阿诺德·索末菲理论物理中心）；AWS Center for Quantum Computing（亚马逊云科技量子计算中心）；Applied Mathematics and Computational Research Division, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室应用数学与计算研究部）
本研究通过耗散动力学快速制备非可交换哈密顿量的基态，揭示了混合时间与非厄密哈密顿量谱性质的联系，并开发了张量网络算法用于模拟动力学。
2026-02-25 quant-ph
Ground-state cooling of dispersively coupled optomechanical system in unresolved sideband regime via dissipatively coupled oscillator
在色散耦合振荡器的光机械冷却中，仅可能在分辨边带区域中达到振荡器基态，其中腔模线宽小于被冷却的机械振荡器的谐振频率。在本文中，我们表明，色散耦合系统可以冷却到基态在未解决的边带制度使用辅助振荡器，这是耦合到相同的光学模式通过耗散相互作用。辅助振荡器的谐振频率接近目标振荡器的谐振频率;因此，辅助振荡器也处于未分辨边带状态。我们只需要一个单一的蓝色失谐激光模式来驱动腔。
2016-04-12 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Dissipative ground state preparation and the Dissipative Quantum Eigensolver
本文提出耗散量子本征求解器，通过反复迭代局域测量无条件收敛到任意局域哈密顿量的基态子空间，无需变分优化且具有天然抗噪性，并在数值实验中验证了其低电路深度下的有效性。
2023-09-21 math-ph math.MP quant-ph
An ansatz to the quantum phase transition in a dissipative two-qubit system
利用么正变换，我们提出了一种研究双量子比特系统与耗散库相互作用系统基态量子相变的方法。首先，在欧姆和亚欧姆浴的存在下，使用分析基态波函数，它考虑到的竞争intrasite隧道和intersite相关的基态相图进行了分析。量子临界点被确定为从非简并到简并基态的转变点，我们计算的临界耦合强度$α_c$与数值重整化群方法的结果一致.此外，通过计算量子比特与浴之间的纠缠熵以及基态下量子比特与量子比特之间的关联函数，我们探讨了离域态与定域态之间的量子相变的本质.
2015-04-30 cond-mat.str-el quant-ph
Dissipative continuation for ground-state preparation at chemical transition states
HRL Laboratories, LLC（HRL实验室）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Boeing Research & Technology（波音研究与技术）；University of Southern California（南加州大学）
该研究提出了一种利用反应路径作为计算原语的耗散基态制备协议，通过Procrustes对齐轨道旋转和工程化耗散冷却，在强相关区域中以~O(N_o^3/ε_E)的复杂度制备化学系统基态。
2026-08-11 physics.chem-ph quant-ph
Hybrid quantum device with a carbon nanotube and a flux qubit for dissipative quantum engineering
我们描述了一个由微米尺寸的碳纳米管（CNT）纵向耦合到通量量子比特组成的混合量子系统。我们证明了这种设备的有用性，通过耗散量子工程产生高保真度的CNT非经典状态。CNT的边带冷却到它的基态和产生压缩的基态，作为光学压缩真空的机械模拟，是这里研究的耗散量子工程的另外两个例子。此外，我们展示了如何生成一个长寿的宏观不同的叠加（即，薛定谔类猫）状态。在某些条件下，这种猫态可以被捕获在暗态中，这可以通过检测控制场的光学响应来验证。
2017-05-13 quant-ph
Calculating strongly correlated ground states from the non-Markovian dissipative dynamics of Gaussian fermions
Università di Catania（卡塔尼亚大学）
该研究介绍相互作用费米子哈密顿量基态与纯耗散开放量子系统非平衡稳态的映射，通过第三次量子化将费米 - 哈伯德哈密顿量映射到作用于马约拉纳费米子的林德布拉德跃迁算符，虽单个轨迹可高效模拟，但总体计算成本仍高，需进一步研究非马尔可夫解开效率。
2026-10-16 cond-mat.str-el quant-ph
Dissipative phase transitions of the Dicke-Ising model
Zhejiang University（浙江大学）；Nanjing University（南京大学）
研究揭示了Dicke-Ising模型中耗散作用对相变的影响，发现纵向DIM中耗散可诱导一阶相变并稳定双稳非平衡稳态。
2026-02-10 quant-ph
Dissipative phase decision without ground-state preparation
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
提出通过短时耗散冷却而非精确基态制备来识别基态量子相的方法，利用相敏可观测量在冷却动力学中的早期响应判定相，并在受挫海森堡链、Kitaev蜂窝模型和XXZ链中验证。
2026-06-27 cond-mat.str-el quant-ph
Dissipative Landau-Zener problem and thermally assisted Quantum Annealing
我们重新审视的问题，热辅助量子退火的耗散朗道-齐纳问题的详细研究中存在的Caldeira-Leggett浴谐振子，使用弱耦合量子主方程和准绝热路径积分方法。基于已知的零温度精确结果（Wubs等人，PRL 97，200404（2006）），我们表明，只有当有限温度浴也耦合到相对于驱动场横向的自旋方向时，有限温度浴才能对基态几率产生有益影响，而对于更常见的研究，没有获得任何改善纯纵向耦合。特别是，我们还强调，对于横向耦合，提高浴温度进一步提高了快速驾驶制度的基态概率。我们讨论了当前量子退火通量量子位芯片的这些发现的相关性。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Adaptive Dissipative State Preparation through Reinforcement Learning
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；University of Michigan（密歇根大学）
本文提出RL-Adapt，一种基于单次强化学习的自适应耗散算法，通过优化辅助量子比特频率和相互作用算子选择，无需系统频谱先验知识即可加速基态制备并提升收敛鲁棒性。
2026-09-28 quant-ph
Fault-Tolerant Dissipative Preparation of Atomic Quantum Registers with Fermions
我们提出了一个容错加载方案，以产生一个阵列的费米子在光晶格的高保真度所需的应用程序中的量子信息处理和建模的强相关系统。费米子的冷库扮演着双重角色，作为通过拉曼过程加载到晶格中的原子的来源，以及作为晶格原子的共振冷却的热浴。原子最初在每个晶格位置被转移到激发运动态，然后衰变到运动基态，在库中产生粒子-空穴对。转移到基态运动能级的原子不再耦合回库，并且运动基态中的双占据位点被泡利阻塞阻止。该方案与光抽运有很强的概念联系，并且可以扩展到加载原子的高保真图案。
2005-02-25 quant-ph
Locality and filter design for dissipative ground-state preparation
Centre for Quantum Software and Information, School of Computer Science, Faculty of Engineering and Information Technology, University of Technology Sydney（悉尼科技大学工程学院信息技术学院量子软件与信息研究中心）
通过线性规划优化滤波权重、利用利布-罗宾逊界实现局域补丁演化，并在小补丁下保持稳态接近基态，大幅降低耗散基态制备的模拟成本，同时保持高保真度。
2026-09-28 quant-ph
Quantum correlations in the 1-D driven dissipative transverse field XY model
我们研究了一维受驱动耗散系统在临界点附近的非平衡定态，并探讨了量子关联与已知的基态临界行为的比较。我们研究的模型对应于一个在双光子共振下参数驱动的腔阵列，在旋转坐标系中等价于一个横向场各向异性XY模型[C。E. Bardyn和A. ImamoLulu，Phys. Rev. Lett { \bf 109} 253606（2012）]。根据横场的符号，开放系统的定态可以与基态有关，也可以与最大能态有关。在这两种情况下，纠缠的许多性质类似于基态，虽然没有临界行为发生。随着从伊辛极限到各向同性XY极限的变化，纠缠范围增大。然而，NESS的各向同性极限是奇异的，同时发散的范围和消失的纠缠幅度。这种奇异的极限行为与基态行为截然不同，但可以在自旋波理论中解析地理解。
2014-01-08 cond-mat.other quant-ph
Fixing detailed balance in ancilla-based dissipative state engineering
针对基于耗散辅助量子位的多体基态制备缺乏零温细致平衡的问题，本文利用 pseudomodes 技术在一维量子伊辛链中修复该性质，以额外非物理耗散模式和外推误差换取更准确的基态估计。
2024-12-09 quant-ph
Dissipative ground-state preparation of a quantum spin chain on a trapped-ion quantum computer
RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Quantinuum K.K.（Quantinuum株式会社）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心）；Department of Physics, Keio University School of Medicine（庆应义塾大学医学院物理系）；International Center for Elementary Particle Physics and The University of Tokyo（东京大学国际基本粒子物理中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所计算科学中心）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所先锋研究 institute）
提出并实现了一种耗散协议，通过Kraus表示保证基态保真度单调增加，在Quantinuum的离子阱量子计算机上对最多19个自旋的横场伊辛链进行基态制备，即使含4110个纠缠门仍收敛到低能态，并通过零噪声外推改进能量期望值。
2026-09-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Observable geometric phase induced by a cyclically evolving dissipative process
在一份重要的文件（物理学评论Lett。96，150403（2006）），我们提出了一种新的方法，通过完全非相干现象在量子系统上产生可观测的几何相位。其基本思想是通过“机械地”操纵系统与之相互作用的环境，迫使系统的基态周期性地演化。本文以更直接的方式求解了我们以前分析过的一个多能级原子与宽带压缩真空玻色浴相互作用的具体方案，该玻色浴的压缩参数沿一个闭环随时间平滑变化。这个新的解强调了系统的基态上的几何相位实际上是由于纯粹的非相干动力学引起的
2006-10-17 quant-ph
Ground-state preparation via nonlinear quantum dissipation
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本文提出利用非线性量子耗散机制在复杂量子系统中选择基态，通过相干预旋与耗散抑制结合，实现实验可访问的基态制备，且收敛时间与系统规模和谱间隙成线性反比关系。
2026-10-08 quant-ph
Dissipative optomechanics of a single-layer graphene in a microcavity
我们研究了单层石墨烯与高Q值Fabry-Perot微腔在中间膜结构下的光机械耦合。在普通的耗散耦合系统中，机械振荡器调制与腔模的输入耦合相关的损耗;而在我们的系统中，石墨烯振荡器通过调制其吸收损耗与腔模耗散耦合。通过分析悬挂在腔场节点附近的石墨烯的带间跃迁效应，我们在不过度降低光学品质因数的情况下获得了强的可调谐耗散耦合。最后，我们发现在本耦合系统中，石墨烯的弯曲模可以被冷却到它的基态。这项研究为可见光范围内的石墨烯光学力学提供了新的见解。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dissipative ground state preparation in ab initio electronic structure theory
Tsinghua University（清华大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究提出了一种基于利恩布兰德动力学的耗散方法，用于在量子计算机上高效准备从头电子结构问题的基态，通过两种通用类型的跳跃算符实现，且不依赖变分参数。
2025-10-07 physics.chem-ph quant-ph
Energetics of self-organization in a dissipative two-site quantum system driven by single-photon pulses
本文研究单光子脉冲驱动下耗散双位点系统的自组织能量学，发现吸收功与Λ型跃迁概率之和相关，并揭示量子相干性导致最优自组织不最大化功消耗的例外情形。
2025-06-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Vacuum Rabi oscillation induced by virtual photons in the ultrastrong coupling regime
我们提出了一个相互作用方案，展示了一个真空场修饰的二能级原子携带的虚光子在超强耦合制度的动力学后果。我们表明，在外部驱动场的帮助下，虚光子提供了一个过渡矩阵元素，使原子能够相干地和可逆地演化到一个辅助水平，伴随着一个真正的光子的发射。该过程对应于一种真空拉比振荡，我们证明了有效真空拉比频率正比于基态中单个虚光子的振幅。因此，该相互作用方案可以作为一个探测的基态结构在超强耦合制度。
2013-01-02 quant-ph
Dissipative Optomechanics in a Michelson--Sagnac Interferometer
耗散光学力学研究光学元件的运动与腔的衰减率的耦合。我们提出并从理论上探讨了该系统在光域中的实现，使用组合的迈克尔逊-Sagnac干涉仪，这使得一个强大的和可调的耗散耦合。在这样的设置中的量子干涉导致在较低的运动边带的抑制，导致在非边带分辨制度强烈增强冷却。利用最先进的参数，基态冷却和低功率量子限制位置转换都是可能的。一个强大的和可调的耗散耦合的可能性开辟了一条新的途径，对观察基本的光力学效应，如有质动力压缩或非线性动力学。除了光学力学，这里提出的方法可以很容易地转移到其他设置，包括非线性介质，原子系综，或单原子等系统。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Quantum bistability in the hyperfine ground state of atoms
本文通过光腔原子系统展示耗散一级相变中的量子双稳态，利用集体增强耦合实现高纯度量子态共存，并提出可行实验方案以研究量子极限下的相变现象。
2023-03-03 quant-ph
Projected Entangled Pair States with continuous virtual symmetries
我们研究了具有连续虚对称性的投影纠缠对态（PEPS），即，对称性的虚拟自由度，通过一个基本类的模型与SU（2）对称性。这种离散对称性以前已经允许在PEPS形式主义中对拓扑序进行全面的解释。我们构建当地的父哈密顿的开放边界的地面空间是完全参数化的PEPS波函数，并显示如何的基态可以通过一个合适的选择边界条件的唯一。我们还发现，这些模型表现出对数校正的纠缠熵和广泛的地面空间退化的系统与周期性边界，这表明他们不描述传统的间隙拓扑相位，但无论是临界模型或其他一些异国情调的阶段。
2018-05-09 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum entanglement maintained by virtual excitations in an ultrastrongly-coupled-oscillator system
研究了在超强耦合谐振子系统中虚激发维持的量子纠缠效应。在这里，量子纠缠是由反转相互作用项引起的，因此它是由虚激发维持的。得到了系统基态的解析表达式，分析了平均激发数与基态纠缠的关系。我们还研究了两个振子之间的纠缠动力学在封闭和开放系统的情况下。在后一种情况下，量子主方程是在耦合振子系统的简正模表示中微观导出的。这一工作将为基于虚激发的量子信息处理和量子物理的研究开辟一条途径。
2020-08-02 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
Dissipative-coupling-assisted laser cooling: limitations and perspectives
最近确定的通过在红边带激发下的耗散和色散光机械耦合的组合在未分辨边带区域中的机械振荡器的基态冷却的可能性[Phys.Rev.A88，023850（2013）]，目前被视为显著的发现。我们提出了一个全面的分析，该协议，它揭示了其非常高的灵敏度，如额外的耗散，优化的实验设置的不准确性，以及所采用的理论框架的不准确性小的缺陷。定量评估这些缺陷对冷却极限的影响。一个非常强大的影响冷却极限被发现从内部空腔衰减率，即使是小的检测率相比，可能会大大推动限制，质疑的可能性，基态冷却。具体地，内部损耗只能在内部衰减率与检测率的比率远小于由协议预测的冷却极限与常见的色散耦合辅助边带冷却极限的比率的情况下被忽略。此外，我们建立了该协议的理论的适用性的条件是要求后者的比例是远远小于1。详细比较的冷却协议的问题与色散耦合辅助协议，使用红色边带激励或反馈。
2020-10-14 quant-ph
Dissipative Floquet engineering of gapped many-body phases using thermal baths
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
本文提出一种耗散策略，通过耦合驱动系统到热浴，抑制Floquet加热并引导系统进入非平衡稳态，实现有能隙的有效基态。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Improving the stimulated Raman adiabatic passage via dissipative quantum dynamics
我们提出了一种方法来改善受激拉曼绝热通道（STIRAP）通过耗散量子动力学，考虑到退相效应。通过设计脉冲和失谐量，该方案可以在系统初始状态不理想的情况下实现快速、鲁棒的布居转移。以一个具体的三能级系统为例，详细讨论了初始状态的不完美性、控制参数的变化以及各种耗散效应的影响。数值模拟表明，该方案对实验参数的中等波动和激发态较大的耗散效应不敏感。此外，占主导地位的耗散因素，即基态的退相效应和不完美的初始态不再是不可取的，事实上，它们是该方案的重要资源。因此，该方案为在强耗散场中实现完全布居转移提供了更多的选择
2016-09-28 quant-ph
Unveiling environmental entanglement in strongly dissipative qubits
量子位与宏观库的耦合在理解从量子世界到经典世界的复杂转变中发挥着基础性作用。考虑到谐波环境，我们使用直观的参数和数值多体量子层析成像来研究强耦合制度中产生的完整波函数的结构，达到强烈的量子位-环境相互作用。由此产生的强关联多体基态是由量子振荡器浴的绝热（类极化子）和非绝热（类反极化子）贡献的量子叠加建立的。新出现的薛定谔猫环境波函数可以通过简单的变分相干态定量描述。与量子位环境纠缠相反，我们表明，在标准理论预测有效经典自旋的制度中，非经典性和水库中的模式之间的纠缠对于量子位叠加的稳定是至关重要的。
2013-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Release of virtual photon and phonon pairs from qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中三能级原子自发辐射产生虚光子与虚声子对的机制，证明原子-声子耦合起主动作用并可产生强光子/声子流，为USC基态虚粒子对研究提供新途径。
2023-09-06 quant-ph
Digital dissipative state preparation for frustration-free gapless quantum systems
Harvard University（哈佛大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究提出一种数字耗散态制备方法，用于无激发间隙的量子系统，通过局部测量和反馈在多项式时间内制备高保真度基态，验证了其在多体系统中的有效性。
2026-03-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mechanical cooling in the bistable regime of a dissipative optomechanical cavity with a Kerr medium
研究含 Kerr 介质的耗散光机械腔双稳态及机械冷却，表明 Kerr 介质降低双稳态阈值，并可在室温或低温条件下实现高效冷却乃至接近基态。
2023-07-22 quant-ph
Quantum dynamics at finite temperature: Time-dependent quantum Monte Carlo study
本研究利用TDQMC方法自洽处理粒子系统与浴振子，通过虚时间传播获得有限温度基态，再通过实时间计算展示耗散动力学，为路径积分技术提供了有前景的替代方案。
2025-01-28 quant-ph
Virtual excitations and quantum correlations in ultra-strongly coupled harmonic oscillators under intrinsic decoherence
研究了耦合谐振子的内禀退相干。精确求解了Milburn主方程，研究了虚基态激发的动力学行为.然后研究了量子关联和虚激发的相互作用。以下是我们的主要调查结果摘要。(i)所有三个量的阻尼振荡曲线是相同的。(ii)超强耦合与巨大的各向异性值相结合，导致纠缠和转向的重新出现。(iii)为了维持纠缠和操纵，需要虚激励。(iv)量子关联在量子同步机制中被放大。(v)超强耦合导致固有的退相干被避免。
2022-05-30 quant-ph
Driven-dissipative Rydberg blockade in optical lattices
本研究采用含长程关联的变分方法分析光晶格中范德瓦尔斯相互作用里德堡气体的稳态，发现其存在单一一级相变及退相位下的临界点，且部分区域与有效短程模型定量吻合，为耗散临界研究提供新路径。
2022-08-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum critical systems with dissipative boundaries
我们研究了当驱动幺正动力学的哈密顿量的参数接近临界值时，多体系统在连续量子跃迁时的耗散边界效应。作为范例模型，我们认为费米子线受到耗散相互作用的边界，与泵送或损失的粒子。它们是由与马尔可夫浴耦合引起的，因此系统密度矩阵的演化可以由Lindblad主方程描述。我们研究了从临界哈密顿量的基态开始，在t=0时，由哈密顿量和耗散参数的变化引起的量子演化。出现了两种不同的动力学区域：（i）时间t ~ L的早期区域，其中相干驱动和非相干驱动之间的竞争发展了一个动态的有限尺寸标度，通过扩展描述封闭系统的相干临界动力学的标度框架来获得，以允许边界耗散;（ii）t ~ L^3的大时间区域，其动力学标度描述了导致t->infty定态的晚期量子演化。
2021-08-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Hysteretic phenomena in many-body physics
我们证明了在基态具有自发对称性破缺的多体系统中序参量的循环演化会带来耗散几何相。这一阶段起源于相同的机制，导致耗散的热场动力学研究梅泽和他的合作者早些时候，似乎是一个耗散的几何相位最近介绍的Jain和帕蒂的表现。
2004-07-23 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Dissipative Paraelectricity
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内埃尔研究所）
本文通过引入准精确可解模型研究铁电体语境下的量子双阱系统对称性破缺问题，定义量子顺电 regime，识别无需隧穿的量子铁电 regime，提出量子耗散顺电性 regime，明确对称性破缺需额外耦合。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
