Quantum simulation of multiphoton and nonlinear dissipative spin-boson models
我们提出了一个实现耗散演化的自旋玻色子模型,包括多光子交换动力学,以及非线性跃迁率的框架。我们的方法是基于一个广义版本的耗散线性量子拉比模型的实施。后者包括一个线性耦合的自旋玻色子项,自旋旋转,和标准耗散。我们提供了数值模拟的说明性的情况下,支持我们的方法的良好性能。我们的工作允许模拟一大类根本不同的量子模型,其中可以很容易地研究不同耗散过程的影响。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Distributed entanglement induced by dissipative bosonic media
我们描述了一个方案,并给出了解析结果,该方案允许在耗散玻色子介质中产生两个原子的稳态纠缠。介导玻色子模和腔模之间的共振耦合产生三个集体原子衰变通道。这种耗散动力学,以及由经典微波场诱导的幺正过程,驱动两个原子的对称或非对称纠缠的稳定状态的条件下的微波场的相位的选择。分析了非共振介导的玻色子模对稳态纠缠的影响。无论初始态如何,都可以获得高保真度的纠缠,并且保真度与协同性参数成线性关系。保真度对经典驱动场拉比频率的波动不敏感。
2012-06-27 quant-ph
Driven-dissipative time crystalline phases in a two-mode bosonic system with Kerr nonlinearity
对于非线性腔谐振器中两个耦合玻色子模的驱动耗散系统,我们证明了从一个平凡的稳态到两个不同的耗散时间晶相的一系列相变。这些影响已经在使用分叉理论的林德布拉德方程的半经典分析的水平上被预期到,并且被全量子(数值)处理进一步支持。该系统被预测表现出不同的动力学阶段,其特征在于振荡的非平衡稳态与非平凡的周期性,这是一个标志的时间晶体。我们期望这些相位可以直接探测在各种腔QED实验。
2022-05-30 quant-ph
Steady-State Quantum Zeno Effect of Driven-Dissipative Bosons with Dynamical Mean-Field Theory
我们研究了一个驱动耗散的玻色-哈伯德模型,该模型在每个格点上存在两粒子损失和非相干单粒子驱动,导致有限密度定态。使用动力学平均场论(DMFT)和杂质求解器的基础上精确对角化的相关Lindbladian,我们调查制度的强双粒子损失。在这里,一个定态量子芝诺效应出现,可以看到在现场占领和光谱函数。我们表明,DMFT通过其自洽浴捕获这种效果。我们表明,在深芝诺政权,浴结构简化,与占领的所有浴网站,除了一个成为指数抑制。其结果是,一个有效的耗散硬核Bose-Hubbard二聚体模型出现,辅助浴网站的芝诺耗散尺度控制的单粒子耗散。
2022-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Storing quantum states in bosonic dissipative networks
考虑到网络的耗散量子谐振子,我们推导和分析的最佳拓扑结构,能够存储,为最大的一段时间,量子叠加预先准备在网络振荡器之一。叠加的存储是动态进行的,因为要保护的状态在被取回到它被准备的振荡器中之前通过网络演变。在动态存储过程中的退相干时间的计算,我们证明了它是成比例的振荡器在网络中的一个特定的制度的参数。
2007-07-11 quant-ph
Variational analysis of driven-dissipative bosonic fields
本文提出了一种对任意大占据数的驱动耗散玻色子场的量子主方程进行变分分析的方法。我们的方法结合了密度矩阵的P表示和开放量子系统的变分原理。我们通过比较波函数蒙特卡罗模拟和Jaynes-Cummings模型的Maxwell-Bloch方程的解来基准测试该方法。此外,我们还研究了腔场中里德堡极化激元的模型,并引入了一组新的变分参数来描述不同模式之间的关联。
2020-11-27 quant-ph
Restoring number conservation in quadratic bosonic Hamiltonians with dualities
二次玻色哈密顿量中的非守恒项会导致不必要的动力学不稳定性。通过利用这些哈密顿的伪厄米结构,我们表明,只要动力学稳定性保持,人们总是可以构建一个非平凡的对偶(酉等价)数守恒的二次玻色子哈密顿。我们将此构造用于一个有间隙的调和链和Kitaev的Majorana链的玻色子类似物。我们的对偶性可用于确定当地的数量守恒模型,近似稳定的玻色子哈密顿而不需要参数放大,并实现非厄米$\mathcal{P}\mathcal{T}$对称动力学的非耗散数量守恒玻色子系统。计算拓扑不变量的影响。
2020-09-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum and Classical Potts Criticality in Driven-Dissipative Bosonic Lattices
Université Paris Cité, CNRS, Matériaux et Phénomènes Quantiques(巴黎西岱大学,法国国家科学研究中心,物质与量子现象研究所)
研究受三光子参数驱动的玻色-哈伯德晶格,用基于变分多高斯假设的变分相空间方法,在一维和二维做有限尺寸标度分析,发现二维单光子损耗晶格转变属经典三态Potts模型普适类,一维三光子损耗晶格转变由量子三态Potts普适类控制。
2026-07-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of strongly coupled disordered dissipative spin-boson systems
自旋-玻色子哈密顿量是许多量子多体系统的有效描述,如耦合到腔模的原子,电路中的量子电动力学和囚禁离子系统。虽然在目前的实验中达到强耦合的极限是可能的,但对这种参数范围内的物理学的理解仍然是一个挑战,特别是当考虑到无序和耗散时。在这里,我们调查的制度,多体自旋动力学可以相关的伊辛能量函数定义的自旋玻色子耦合。虽然在相干弱耦合制度,它是已知的自旋哈密顿量方面的有效描述是可能的,我们表明,可以通过在耗散和强耦合的存在下,一个类似的观点。由此产生的多体动力学特征近似于热区域,由其中细致平衡被打破的非平衡区域分隔。此外,我们表明,在适当选择的条件下,甚至可以实现冷却的自旋自由度。这指出了使用强耦合耗散自旋玻色子系统与适当的冷却动力学一起工程复杂的能量景观的可能性。
2019-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative quasi-particle picture for quadratic Markovian open quantum systems
量子多体系统的不同区域之间的相关性可以通过基于(约化的)子系统状态的熵的测量来量化。对于封闭系统,一些分析和数值工具,例如,流体动力学理论或张量网络可以准确地捕获子系统熵的时间演化,从而可以深刻理解量子相关的么正动力学。然而,到目前为止,这些方法要么不能应用于开放量子系统,要么不允许混合态的量子熵的有效计算。在这里,我们在解决这个问题上取得了进展,制定了一个耗散准粒子的图片-描述量子熵在流体力学极限的动力学-为一般类的非相互作用的开放量子系统。我们的研究结果表明,在耗散多体系统中,关联一般是通过准粒子的传播建立的。
2022-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Lindblad master equations for quantum systems coupled to dissipative bosonic modes
我们提出了一个一般的方法来获得Lindblad主方程的子系统,其动力学耦合到耗散玻色子模式。推导依赖于一个Schriffl-Wolff变换,它允许消除玻色子的自由度后,自洽地确定其状态作为耦合量子系统的函数。我们将这种形式主义的耗散Dicke模型,并推导出Lindblad主方程的原子自旋,其中包括介导的玻色子模式的相干和耗散的相互作用。这个主方程准确地预测了迪克相变,并给出了正确的稳态。此外,我们比较动力学使用精确对角化和数值积分的主方程与半经典轨迹的预测。最后,我们通过研究NOON态的弛豫来测试我们的形式主义的性能,并表明动态捕获超越平均场近似的量子亚稳性。
2022-03-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Emergence of glass-like dynamics for dissipative and strongly interacting bosons
研究了耗散环境作用下光晶格势场中强相互作用玻色量子气体的动力学行为。我们表明,耗散过程和哈密顿演化之间的相互作用导致了非常规的动力学行为的本地数波动。特别是,我们显示,无论是分析和数值,出现在配置空间中的异常扩散演化在短时间内,在很长的时间,一个非常规的动力学为主的罕见事件。这种罕见的事件在无序和受抑的系统中很常见,在这里是由于强相互作用。这种复杂的两阶段动力学揭示了强相互作用气体的能级结构信息。
2013-11-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Chaos and quantum regimes in $n$-photon driven, dissipative bosonic chains
Institute of Physics, \' E cole Polytechnique F\' e d\' e rale de Lausanne (EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland;Center for Quantum Science;Engineering, \' E cole Polytechnique F\' e d\' e rale de Lausanne (EPFL), CH-1015 Lausanne, Switzerland
研究揭示了n光子驱动耗散玻色子链中混沌流体与非混沌共振非线性波两种 regime 的特性及其在量子态工程中的应用。
2025-08-18 quant-ph
Enhancement of steady-state bosonic squeezing and entanglement in a dissipative optomechanical system
系统地研究了振幅调制对耗散三模光机械系统中稳态玻色压缩和纠缠的影响,其中膜的振动模通过辐射压耦合到左右腔模.数值模拟结果表明,周期性调制的外激光驱动腔的一端或两端,可以显著增强稳态玻色子压缩和纠缠。值得注意的是,只要一个周期性调制的外部激光驱动腔的任何一端就足以增强压缩和纠缠,这便于实际实验,其代价是实现系统稳定所需的调制周期数更多。此外,我们数值验证了最佳调制频率的解析预测,并讨论了相应的物理机制。
2018-05-08 quant-ph
Dissipative Dynamics and Symmetry Breaking in Bosonic Sachdev-Ye-Kitaev Lindbladian
本文研究玻色型SYK模型与Lindbladian环境耦合下的耗散动力学,利用Schwinger-Keldysh路径积分揭示对称性破缺与相变,发现耗散可抑制倒置势不稳定性并产生新稳态相。
2025-08-06 quant-ph
Breaking strong symmetries in dissipative quantum systems: Bosonic atoms coupled to a cavity
在耗散量子系统中,强对称性可以导致守恒律和多个稳态的存在。在这项工作中,我们研究了一个强对称性的玻色子原子耦合到一个光学腔,实验相关的系统,推广的绝热消除技术,并使用数值精确的矩阵乘积态方法。我们表明,理想玻色子耦合到腔多个稳定状态存在,并在每个对称部门的耗散相变发生在不同的临界点。这意味着性质非常不同的阶段可以共存。我们发现,一个小的相互作用项的强对称性的轻微破缺的引入导致从多个稳态到一个独特的稳态的直接过渡。我们指出了耗散冻结现象,在强对称性的存在下,在个人实现水平上的守恒定律的破坏。对于强对称性的一个小破缺,我们看到,在一个更大的对称性破缺项消失之前,各个轨迹的行为仍然显示出这种耗散冻结的一些迹象。
2022-02-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative dynamics of the semiconductor-cavity QED with q-deformed bosons in the dispersive approximation
本文给出了一组$N$ -Frenkel激子在高密度区与单模腔场色散耦合时,在激子耗散和腔场耗散同时存在的情况下的动力学的完整解析描述。利用激子算符作为系统的q变形玻色子算符,解析求解零温下密度算符的Liouville方程,研究激子数和耗散对系统动力学行为的影响.我们利用主方程的解来研究非经典性质的耗散动力学,如分子-场纠缠、场的正交压缩和分子偶极压缩。我们发现,非经典性质的强烈影响的激子的数量,也由两个耗散的存在。
2007-10-20 quant-ph
Decimation technique for open quantum systems: a case study with driven-dissipative bosonic chains
量子系统与外部自由度的不可避免的耦合导致耗散(非幺正)动力学,这与封闭系统的情况完全不同。这种开放量子系统动力学一般由Lindblad主方程描述,其动力学和稳态性质的获得具有挑战性,特别是在多粒子区域。在这里,我们介绍了一种方法来处理这些系统的基础上计算(耗散)晶格格林函数与实空间抽取技术。与其他方法相比,这种技术可以获得紧凑的解析表达式的动力学和稳态性能,如渐近衰减或相关长度。我们说明了这种方法的力量与几个例子的驱动耗散玻色子链的复杂性不断增加,包括波多野-纳尔逊模型。后者特别具有说明性,因为其表面和体耗散行为由于其非平凡拓扑结构而联系在一起,这表现在定向放大中。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of dissipative coupled spins: decoherence and relaxation
我们研究了相互作用的自旋的简化动力学,每个自旋耦合到自己的玻色子浴。我们在白噪声极限下导出了解析形式的解,并分析了从弱耦合和/或低温到强耦合和/或高温的各种极限下的丰富行为。我们还认为一个自旋耦合到一个自旋玻色子环境,并考虑制度中,它是有效的非线性,并在其中它可以被视为一个共振玻色子环境。
2008-07-15 quant-ph
Chaotic and quantum dynamics in driven-dissipative bosonic chains
本文研究边界相干驱动与耗散Bose-Hubbard链非平衡稳态的空间热化,利用TWA中的半经典OTOC揭示中等驱动下的两阶段预热流体动力学区及强驱动下有限动量凝聚态。
2025-06-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
A Unified Interface Model for Dissipative Transport of Bosons and Fermions
本研究通过数值模拟与场论分析,揭示耗散玻色子输运属于KPZ普适类,并借助涨落界面模型统一描述玻色子与费米子输运,分别对应表面生长与侵蚀过程,调和了二者完整计数统计的异同。
2023-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topology by Dissipation: Majorana Bosons in Metastable Quadratic Markovian Dynamics
马约拉纳玻色子,也就是凝聚态物理中马约拉纳费米子准粒子的紧密玻色子类似物,在标准哈密顿方案中是不允许有间隙的自由玻色子物质存在的。我们展示了如何动态亚稳性和非平凡的散装拓扑结构之间的相互作用,使它们的出现可能在非相互作用玻色子链进行马尔可夫耗散。这导致了一种独特的拓扑亚稳态形式,即一个保守的马约拉纳玻色子定位在一个边缘配对,一般来说,与对称生成器定位在相对的边缘。我们认为,马约拉纳玻色子是强大的对无序和可识别的签名在零频率稳态功率谱。我们的研究结果表明,自由玻色子的拓扑相位可能会出现在瞬态亚稳制度,持续超过实际的时间尺度。
2021-12-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative adaptation in a driven spin-boson model within the path-integral formalism
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo(圣卡洛斯物理研究所,圣保罗大学);Centro Brasileiro de Pesquisas Física(巴西物理研究中心);Instituto de Física, Universidade Federal de Mato Grosso(马托格罗索联邦大学物理研究所)
研究通过系统-环境方法探讨量子 regime 中的耗散适应假说,分析驱动开放系统中工作与双井势底态跃迁概率的关系,推动对系统演化和热力学影响的理解。
2026-03-17 quant-ph
Realizing limit cycles in dissipative bosonic systems
本研究提出线性玻色子模式与耗散非线性模式耦合产生极限环的通用机制,并在吸引性光泵浦晶格的原子-腔系统中首次实验观测到极限环。
2024-05-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Parametric oscillations in a dissipative bosonic Josephson junction
研究了在相互作用项中含时正弦微扰作用下非线性耗散玻色子约瑟夫森结(BJJ)的动力学行为。我们证明了参数共振的系统经历持续的周期振荡,即使在耗散的存在。当扰动的频率接近未扰动约瑟夫森振荡频率的两倍并且扰动的强度超过临界阈值时,就会发生这种情况。我们已经制定了参数振荡的阈值条件。为了探索振荡的性质,我们进行了多个时间尺度分析的稳定边界的V形阿诺德的舌头在参数空间。对非线性约瑟夫森效应的零相位模、运行相位模和$π$相位模进行了全数值模拟。我们的研究结果表明,在$π$ -相位模式,系统是能够作出的过渡,从规则的参数到混沌参数振荡,因为一个跨越稳定边界。此外,相位差在执行持续的参数振荡之前经历相位滑移。
2020-01-14 quant-ph
Quantum quenches in driven-dissipative quadratic fermionic systems with parity-time symmetry
本文研究了具有宇称-时间对称性的驱动-耗散二次费米子系统的猝灭动力学,证实了PT对称广义Gibbs系综的有效性,并引入了由非厄米拓扑决定的方向泵浦相概念,揭示了泵浦速率的新型动力学临界行为。
2024-02-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum estimation of coupling strengths in driven-dissipative optomechanics
利用局域量子估计理论研究了驱动耗散光机械系统中线性和二次耦合强度的测量。对于实验现实值的模型参数,我们发现,线性耦合强度是相当容易估计比二次。我们的分析还表明,这些参数的大部分信息是编码在减少状态的机械元件,和最好的估计策略,这两个耦合参数是很好的近似直接测量的机械位置正交。有趣的是,我们还表明,温度并不总是对估计精度有不利影响,温度的影响在二次耦合参数的情况下更为明显。
2020-12-16 quant-ph
Half Landau-Zener ramp to a quantum phase transition in a dissipative single spin sodel
研究零温下自旋-玻色子耦合系统在偏置场斜坡驱动下的动力学,发现临界减慢导致有限磁化,推导标度律并用张量网络模拟验证,提出量子退火器演示方案。
2024-08-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Extending third quantization with commuting observables: a dissipative spin-boson model
本研究针对含玻色子与自旋的开放量子系统的Lindblad-Gorini-Kossakowski-Sudarshan主方程,利用可交换自旋算符耦合的特性扩展第三次量子化方法,求解其谱问题与初值问题,并以单个开放自旋-玻色子模型为例进行了详细推导。
2023-08-09 math-ph math.MP quant-ph
Solutions for dissipative quadratic open systems: part II - fermions
这是第二部分的工作中,我们将展示如何解决一个大类的Lindblad主方程的非相互作用粒子的$L$网站。这里我们集中讨论费米子粒子。平行于第一部分玻色子,但有重要的区别,我们展示了如何减少问题的对角化的$L \times L$非厄米矩阵,边界耗散驱动的一个统一的链,是一个三对角有边的Toeplitz矩阵。这样,无论是费米子和自旋系统一样,我们可以得到正常的主模式和他们的弛豫速率(rapidities)的解析表达式,我们展示了如何构建非平衡稳态。
2017-05-11 math-ph math.MP quant-ph
Quantum backflow for dissipative two-identical-particle systems
在Caldirola-Kanai框架下,研究了两个拉伸高斯波包和两个相同的无自旋粒子叠加时的耗散量子回流。在第一种情况下,回流主要是一个干扰过程,耗散不能抑制它。对于两个相同的无自旋粒子,除了干涉项,波函数的对称性似乎在这种动力学中是至关重要的。结合属性使玻色子显示这种效果,即使是耗散制度,但费米子,回流不表现在任何制度,耗散和nosispative。相应波函数的反对称特征似乎足够强,以防止它。对于玻色子,回流也分析了一个粒子态的保真度,这是一个众所周知的属性的两个量子态。在非常小的保真度值下,即使对于玻色子也看不到这种效应。
2020-09-19 quant-ph
Dissipative spin dynamics near a quantum critical point: Numerical Renormalization Group and Majorana diagrammatics
我们对具有幂律态密度J(ω)=ω^s(0<s<1)的亚欧姆自旋玻色子模型进行了广泛的研究,重点研究了三种可能的自旋分量的平衡动力学,从非常弱的耗散到量子临界状态。两个互补的方法,玻色数值重整化群(NRG)和马约拉纳热力学,被用来探索在广泛的参数范围内的物理性质。我们表明,玻色子自能是描述临界涨落的关键因素,但也需要引入多体顶点修正,以便获得图解与数值模拟的定量一致性。我们的结果表明,在耗散模型超出布洛赫-雷德菲尔德制度的平衡动力学应该重新考虑在长时间的限制。考虑到自旋玻色子哈密顿量也是量子临界性的玩具模型,这里获得的一些见解可能与更高维度中电子与玻色子耦合的场论有关。
2011-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fate of entanglement in quadratic Markovian dissipative systems
Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa and INFN, Sezione di Pisa(比萨大学物理系和INFN,比萨分部)
研究受线性耗散的费米子和玻色子系统量子猝灭中纠缠负性的驱动耗散动力学,用流体动力学方法将系统划分为介观单元,通过准粒子传播和环境作用重构纠缠负性,并进行了多模型的基准测试。
2026-07-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Enhanced Two-Parameter Phase-Space-Displacement Estimation Close to Dissipative Phase Transition
提出了一种基于驱动耗散量子系统的量子传感器,用于联合估计表征相空间位移的两个共轭变量。该量子探针由二能级原子和玻色子模组成的晶格系统,它们通过偶极耦合相互作用。相干动力学和玻色子激发损失耗散过程之间的相互作用导致一个稳定的状态,表现出非分析行为。我表明,接近耗散相变的共轭参数之一的灵敏度,无论是位移的相位的幅度可以显着增强。此外,我证明了这两个参数的测量不确定度之和可以克服标准量子极限。
2020-08-02 quant-ph
Dissipative Binding of Lattice Bosons through Distance-Selective Pair Loss
我们表明,在超冷原子气体中,距离选择性两体损耗可以通过原子对相互作用的电子态的共振激光激发来设计。在一个光晶格,这导致了一个耗散的主方程动力学与Lindblad跳跃运营商,湮灭原子对具有特定的粒子间距离。结合晶格位点之间的相干跳跃,这种不寻常的耗散机制导致形成相干的长寿命复合物,甚至可以表现出与其外部运动强烈耦合的内部能级结构。我们在一个硬核玻色子系统中详细分析了这种违反直觉的现象。虽然目前的研究已经确定,耗散一般可以导致出现的相干功能在多体系统中,我们的工作表明,强非局部耗散可以实现粒子的绑定机制。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice
本研究针对驱动耗散Wannier-Stark晶格玻色子系统,通过数值模拟揭示了弱相互作用下玻色子凝聚于单Wannier-Stark态、强相互作用下出现类Bloch振荡等非平衡现象,并给出含混沌区域的相图,为光子及超冷气体实验提供指引。
2024-08-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Lifshitz-like Metastability and Optimal Dephasing in Dissipative Bosonic Lattices
本研究发现在具有非均匀耗散的耦合玻色模网络中,退相干通过产生长寿命集体模式引发类似Lifshitz-tail的缓慢弛豫,揭示了最优退相干率可动态解耦并保护特定激发,为控制量子系统弛豫提供了新策略。
2025-08-13 physics.optics quant-ph
Saturable nonlinearities in a driven-dissipative bosonic quantum battery
Universidade Federal de Alagoas(阿拉戈阿斯联邦大学)
通过求解林德布拉德主方程,研究可饱和非线性对单模玻色子量子电池充电过程的影响,发现非线性能谱结构显著增强最大存储能量并改变损耗下的功提取。
2026-05-22 physics.optics quant-ph
Interplay between coherent and dissipative dynamics of bosonic doublons in an optical lattice
我们观察了光晶格中玻色原子对的稠密、强相互作用气体的耗散动力学,在很宽的参数范围内控制了两体相互作用的强度。我们研究了三体损耗如何对晶格动力学做出贡献,解决了许多与多体系统中强耗散效应相关的悬而未决的问题,包括与连续量子芝诺效应的关系。我们观察到快速分解的束缚对弱相互作用,并为更强的相互作用,我们看到doublon衰变率是不对称的,当从吸引力和排斥力的相互作用,并强烈依赖于相互作用和现场损失率。通过比较我们的实验数据与理论分析的少体动力学,我们表明,这些功能源于一个非平凡的组合的耗散动力学的晶格模型描述的标准玻色-哈伯德哈密顿量之外,和修改的三原子动力学在一个单一的网站上,这是产生强大的三体损失。我们的研究结果打开了新的可能性,调查玻色子原子与强大的三体损失功能,并允许更好地了解所需的参数制度,实现强有效的三体相互作用。
2020-06-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Macroscopic Particle Transport in Dissipative Long-Range Bosonic Systems
University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR)(理化学研究所前沿研究集群);Japan Science and Technology (JST)(日本科学技术振兴机构);Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所)
本文研究了具有长程跃迁和长程相互作用的耗散玻色子系统中宏观粒子输运的最大速度,通过发展开放量子系统的广义最优输运理论,建立了最小输运时间与源-目标距离之间的关系,并探讨了玻色子的最大输运距离。研究发现,输运过程在单体损失或多体损失情况下存在根本区别,并展示了在有增益和损失的系统中最小输运时间和最大输运距离。此外,发现即使极小的增益率也能在稀疏晶格气体中实现长距离输运,且去相干自由子空间的出现促进了长距离和完美输运过程。还推导了在粒子损失情况下固定时间内输运给定数量粒子的概率上限。
2026-05-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Instantaneous Sobolev Regularization for Dissipative Bosonic Dynamics
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心);University of Cambridge(剑桥大学);Department of Mathematics, University of Tübingen(蒂宾根大学数学系)
本研究通过瞬时Sobolev正则化方法,改进了玻色猫码中耗散动力学的收敛速度估计,为评估玻色量子信息处理的稳定性提供了新工具。
2026-09-24 math-ph math.MP quant-ph
Quasi-perfect state transfer in a bosonic dissipative network
本文提出了耗散谐振子网络中准理想态转移的一个方案。我们考虑理想的发送器和接收器振荡器连接的非理想的发送器振荡器耦合的最近邻共振链。从描述网络状态演化的动力学量的代数性质,我们推导出一个标准,固定所有振荡器之间的耦合强度,除了它们的固有频率,使理想的发射机振荡器的特殊情况下,完美的状态转移。我们的标准提供了一个易于操作的公式,使完美的状态转移的特殊情况下,网络的非理想性被忽视。通过调整发送器和接收器振荡器的共同频率与发送器的谐振,我们证明了发送器的状态隧道接收器振荡器通过虚拟激励非理想的发送器链。这个虚拟过程使得与发射器线路相关联的衰减率可以忽略,代价是延迟状态转移过程的时间间隔。除了我们的分析结果,数值计算来说明我们的协议。
2009-05-08 quant-ph
Boundary-dependent dynamical instability of bosonic Green's function: Dissipative Bogoliubov-de Gennes Hamiltonian and its application to non-Hermitian skin effect
凝聚体的玻色子激发能谱由非厄米哈密顿量的谱给出,该非厄米哈密顿量一般由玻色子Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量构造,即使该系统本质上是厄米哈密顿量。换句话说,两种类型的非厄米性可以共存:一种来自玻色子BdG性质,另一种来自开放量子性质。在本文中,我们提出了边界相关的动力学不稳定性。本文首先在Nambu空间中用格林函数定义了玻色耗散BdG哈密顿量,并讨论了相应的非厄米哈密顿量的正确的粒子-空穴对称性。然后,我们构建了一个模型的边界相关的动力学不稳定性,使它满足正确的粒子-空穴对称性。在这个模型中,打破粒子数守恒的反常项表示BdG性质的非厄米性,而正常项由耗散的Hatano-Nelson模型给出。由于两种非厄米性之间的竞争,光谱的虚部可以是正的,而不需要正常部分的放大和导致朗道不稳定性的粒子-空穴带接触的帮助。这导致了边界相关的动力学不稳定性下的非厄米集肤效应,-强依赖性的光谱边界条件的非厄米哈密顿-,的Bogoliubov谱。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Asymptotic Entanglement across Dynamical Regimes of a Dissipative Bosonic Dimer
Peking University(北京大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Beijing University of Posts and Telecommunications(北京邮电大学);Shanxi University(山西大学)
研究耗散玻色子二聚体的渐近纠缠,利用非厄米动力学谱分析稳定与不稳定区域的纠缠特性,揭示动力学不稳定性下对数负性有界,明确局域损耗与公共热库对渐近纠缠的调控机制。
2026-09-01 quant-ph
Discrete-phase-space method for driven-dissipative dynamics of strongly interacting bosons in optical lattices
本研究提出一种离散截断维格纳方法,可高效准确模拟耗散SU(N)自旋系统动力学,在三维强相互作用耗散Bose-Hubbard模型实验中验证了效果,且优于连续方法,为高维开放量子多体系统研究提供新工具。
2024-12-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Bridging closed and dissipative discrete time crystals in spin systems with infinite-range interactions
本文研究Dicke模型中耗散对周期性驱动自旋-玻色子系统中时间晶体稳定性的影响,发现耗散强度存在最优点使时间晶体相区最大,且耗散时间晶体对噪声更鲁棒。
2023-07-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Theoretical methods to treat a single dissipative bosonic mode coupled globally to an interacting many body system
我们提出了两种方法,能够描述一个相互作用的多体系统的动力学晶格耦合全局耗散玻色子模式。物理实现例如是耦合到光学腔的光子模式的光晶格中的超冷原子气体或耦合到THz腔场的固体中的电子气体。第一种方法,适用于大的耗散强度和任何系统的大小,是一个变种的多体绝热消除方法调查系统的长时间动力学。第二种方法扩展了含时矩阵乘积技术,以捕捉相互作用粒子到玻色子模的全局耦合及其开放性质。它给出了小到中等系统尺寸的数值精确结果。作为我们的方法的基准,我们执行的Bose-Hubbard链耦合到腔模式的全量子演化。我们发现,当考虑全原子腔耦合时,会发生与平均场行为的重要偏差[1]。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Dynamics, Synchronization and Quantum Phase Transitions of Two Dissipative Spins
作为耗散量子力学的原型,我们分析了两个伊辛耦合的量子自旋嵌入在一个公共玻色子浴中的静态和动态性质。首先,我们使用玻色子数值重整化群(NRG),分析技术和直观的参数相结合,阐明了欧姆浴和亚欧姆浴的基态相图。第二,利用含时的NRG,我们研究了系统的丰富的动力学行为所产生的复杂的相互作用之间的自旋-自旋和自旋浴相互作用。有趣的是,自旋振荡可以同步,由于接近共同的非马尔可夫浴和系统显示高度纠缠的稳定状态,某些非平衡的初始准备。我们补充我们的非微扰的精确解析解时,我们的数值结果,并提供微扰布洛赫-Redfield方法在弱耦合的适用性的定量限制。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipatively driven strongly interacting bosons in a gauge field
耗散、相互作用和规范场之间的相互作用为丰富新兴物理学提供了可能性。在这里,我们集中在一个设置中,该系统在其末端耦合到两个不同的浴缸施加电流。然后,我们研究系统的响应取决于填充的规范场。我们表明,虽然由浴诱导的电流具有显着的依赖于磁场在低填充,这是显着减少接近半填充。通过研究系统在不同填充情况下的能谱,解释了相互作用、规范场和耗散之间的相互作用。这种相互作用也导致了负微分电导率的出现。在这项研究中,我们已经开发了一个数量守恒的治疗,它允许一个相当大的系统尺寸的数值精确治疗,并可以扩展到一个大的系统类。
2017-05-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological transitions in dissipatively coupled Su-Schrieffer-Heeger models
本文研究耗散耦合SSH晶格的拓扑物理,提出基于玻色子振荡器与工程库耦合的晶格构建方案,揭示相位调控的非互易耗散耦合引发的拓扑相变与集肤效应,且分析可通过LCR电路直接实现。
2023-09-11 cond-mat.other quant-ph
Liouvillian exceptional points of any order in dissipative linear bosonic systems: Coherence functions and switching between ${\cal PT}$ and anti-${\cal PT}$ symmetries
在研究开放马尔可夫玻色子系统的例外点(EP)时,通常需要研究非厄米哈密顿量(NHH)的谱简并性,因为NHH只能在半经典区域内正确描述系统的动力学行为.最近提出的量子Liouvillian框架能够通过考虑量子跳跃的影响来完全确定量子体系及其EP(称为Liouvillian EP或LEPs)的动力学性质,这在NHH形式主义中被忽略。此外,NHH的对称性和本征频谱成为更大的Liouvillian本征空间的一部分。因此,NHH的EP形成LEP的子空间。在这里,我们表明,一旦一个耗散线性玻色子系统的NHH表现出一定的有限阶$n$ EP,它立即意味着相应的LEP可以成为任何高阶$m\geq n$,定义在无限希尔伯特空间。最重要的是,这些高阶LEPs可以识别的相干和光谱功能在稳态。相干函数可以提供一个方便的工具,探测极端的系统在高阶LEPs附近的外部扰动的敏感性。作为一个例子,我们研究了一个线性玻色子系统的双模腔与非相干模式耦合,以揭示其高阶LEPs,特别是,第二和第三阶通过第一和第二阶相干函数,分别。因此,这些LEPs可以另外揭示的平方和立方洛伦兹谱线的功率和强度波动谱。此外,我们证明,这些EP也可以与自发宇称时间(${\cal PT}$)和反${\cal PT}$对称性破缺的系统研究。
2020-09-14 quant-ph
Complex modes in unstable quadratic bosonic forms
讨论了非标准玻色子算子对角化非正定二次玻色子形式的必要性及其对描述系统时间演化的方便性。这种算子对应于非厄米坐标和动量,并且与复频率相关联。作为应用,我们研究了玻色子版本的BCS-样配对哈密顿量,这与费米子的情况下,是稳定的,只是有限的值的间隙参数,并需要使用本扩展治疗一般对角表示。文中还讨论了这种形式的动力学稳定性和不可对角化情形的出现。
2014-04-17 quant-ph
Emergent Finite Frequency Criticality of Driven-Dissipative Correlated Lattice Bosons
临界点和相变的特征是磁化率的发散,反映了系统走向自发对称性破缺的趋势。平衡统计力学将这些不稳定性限制在零频率处,从而产生静态序参量。在这项工作中,我们介绍了一类新的动力学跃迁的量子多体系统远离热平衡,其特征在于磁化率发散在一个有限的非零频率,新兴的规模设置的相互作用和非平衡效应。在对称性破坏阶段,相应的宏观序参量变得非平稳,并在时间上振荡而没有阻尼,从而破坏了连续的时间平移对称性。我们的研究结果,得到的一个范式模型的玻色子相互作用的晶格中的驱动和耗散的存在下,是相关的即将到来的一代电路QED阵列实验和概述了一个通用的框架来研究非平衡量子系统中的时域不稳定性,包括Floquet时间晶体和量子同步。
2019-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Topologically protected long-range correlations in steady states of driven-dissipative bosonic chains
Quantum Advanced Research Center (QuARC), CSIC(量子先进研究中心,西班牙国家科学研究委员会);Institute of Fundamental Physics (IFF), CSIC(基础物理研究所,西班牙国家科学研究委员会)
本文研究了驱动耗散量子系统中拓扑与关联程度之间的关系,通过奇异值分解框架将拓扑相与玻色子关联联系起来,揭示了非厄密拓扑在稳态关联中的内在特征,并提出了新的拓扑不变量和长程有序的实现方法。
2026-05-18 cond-mat.other quant-ph