Variational approach for interacting ultra-cold atoms in arbitrary one-dimensional confinement
在平均场论之外，一维相互作用粒子的多体波函数的标准解析构造是基于杰斯特罗方法。多体相互作用基态是由非相互作用系统的基态和相应的相互作用二体问题的解的乘积建立起来的。然而，这只有在质心运动与相互作用解耦时才有可能。在我们的工作中，基于原子-原子相互作用的接触性质给出的一般约束，我们提出了一种替代的方法来构造\textit{pair-correlation}波函数的标准。在建议的anterior中，我们研究了多体性质的被困玻色子以及费米混合物，我们比较这些预测与精确对角化的方法在很宽的范围内的粒子数，相互作用强度，和不同的捕获潜力。
2018-09-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mediated Entanglement And Correlations In A Star Network Of Interacting Spins
我们分析研究了一个恒星网络的自旋，其中所有的自旋相互作用完全通过海森堡XX耦合的中心自旋相同的强度。我们发现，在零温度下，中心自旋与其他自旋的相关性和纠缠程度取决于自旋的总数。令人惊讶的是，纠缠依赖于这个数字的均匀性或奇异性，即使对于无限的自旋集合，一些相关性也是实质性的。我们展示了如何对称的多方状态的最佳共享和分裂的纠缠可以在这个系统中使用磁场。
2002-08-16 quant-ph
Phonon-mediated quantum gates in trapped ions coupled to an ultracold atomic gas
针对超冷原子气体中囚禁离子的声子介导量子门，建立主方程揭示运动退相干与缓冲气体冷却机制，并提出通过调节原子-离子散射长度兼顾门操作和长期制冷。
2024-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cavity-mediated collective laser-cooling of a non-interacting atomic gas inside an asymmetric trap to very low temperatures
在本文中，我们确定了一个多粒子声子期望值$ζ$的能力，诱导集体动力学的非相互作用的原子气体内的光学腔。然后，我们建议利用这个期望值，以提高激光冷却的许多原子通过一个循环的两阶段的过程，其中包括冷却和位移阶段。在冷却阶段，应用短激光脉冲。这些使用$ζ$作为资源，并将原子气体的振动能量降低固定量。随后的位移阶段利用捕获势的不对称性来补充多粒子声子期望值$ζ$。交替两个阶段的冷却过程中示出的原子气体转移到最终的温度消失在无限多的粒子限制。
2017-11-22 quant-ph
Photon-mediated dipole-dipole interactions as a resource for quantum science and technology in cold atoms
本文综述了光子介导的偶极-偶极相互作用在冷原子中的理论与实验进展，重点介绍合作光散射、波导QED和拓扑量子光学平台，并探讨其在量子计量、计算和光操控等领域的应用潜力。
2024-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum optical impurity models in interacting waveguide QED
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
该研究探讨了交互式波导量子电子学中量子光学杂质模型，分析了光子局域化与非线性相互作用的相互作用，揭示了Mott-like绝缘态和超流相的相图特征。
2026-03-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-Organization in Cold Atoms Mediated by Diffractive Coupling
本文讨论了冷原子通过单镜反馈诱导的光介导相互作用的自组织。泵浦光束和自发边带之间的衍射退相选择晶格周期。旋转和平移对称性的自发破缺发生在横向于泵的2D平面中。我们阐明了衍射波纹耦合网站上的自诱导原子晶格。原子云在光束上的非线性相移是决定耦合强度的参数。相互作用可以被定制为在导致热原子的原子结晶和量子简并气体的超固体的外部自由度上操作，或者在内部自由度上操作，如激发态或塞曼子能级的群体。利用庞加莱球上的光偏振自由度（螺旋度和偏振方向），可以耦合原子塞曼态的特定不可约张量分量，导致偶极和四极性质的状态的自发磁有序。比较了不同情况下对临界相互作用强度的要求。连接和纵向泵浦腔，反向传播光束计划和CARL不稳定性进行了讨论。
2021-05-18 nlin.PS physics.atom-ph physics.optics
Two simple systems with cold atoms: quantum chaos tests and nonequilibrium dynamics
本文试图将冷气体的量子非平衡动力学与低维量子混沌的50年进展联系起来。我们确定了两个原子系统躺在界面上：两个相互作用的原子在谐波多模波导和相互作用的两个组件玻色玻色混合物在双势阱。特别是，我们研究的水平间距分布，波函数统计，本征态热化，并热化的能力，在一个放松的过程。
2010-05-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phases, instabilities and excitations in a two-component lattice model with photon-mediated interactions
工程远程相互作用自旋系统与超冷原子提供了可能性，探索异国情调的磁有序相在强关联的情况下。光学腔中的量子气体提供了一个多功能的实验平台，以进一步设计光子介导的相互作用，并通过探测腔场来访问底层的微观过程。在这里，我们研究了一个具有腔介导相互作用的两组分自旋玻色-哈伯德系统。我们提供了一个全面的概述其相图和实验相关制度的转变。不同能量尺度的相互作用产生了一个丰富的相图，超流和绝缘相表现出密度调制或自旋有序。特别是，接触和全球范围内的相互作用的组合效应产生的反铁磁有序相任意小的自旋相关的轻物质耦合，而远程和自旋间接触相互作用引入区域的不稳定性和相分离的相图。我们进一步研究了反铁磁相以上的低能激发。除了粒子-空穴分支外，它还具有可调能隙的自旋交换激发。所研究的晶格模型可以很容易地实现在冷原子实验与光学腔。
2022-10-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A cold atom quantum simulator to explore pairing, condensation, and pseudogaps in extended Hubbard--Holstein models
我们描述了一个量子模拟器的Hubbard-Holstein模型（HHM），包括两个穿着里德伯原子物种举行的单层独立的油漆电位，预测玻色子介导的预配对，和Berezinskii-Kosterlitz-无（BKT）的转变温度是实验上可访问的。HHM对于非常规超导体的基本物理建模非常重要。HHM的实验可实现的量子模拟器是必要的：（1）由于HHM难以数值和解析求解，（2）探索电子-声子相互作用和强排斥之间的竞争如何影响非常规超导体中的配对，（3）理解玻色子介导的局部配对在赝能隙和费米子凝聚中的作用。我们提出并研究了一个量子模拟器的HHM，使用光晶格，涂上零的交流斯塔克位移，控制两个里德伯原子物种独立在一个单层。我们预测相互作用是足够可调的，可以探测：（1）HHM和高度非常规的声子介导的排斥，（2）中等强度声子和库仑介导的相互作用之间的竞争，（3）BKT跃迁和预形成的配对，可用于检查与赝能隙相关的关键假设。我们讨论了如何量子模拟器可以用来调查玻色子介导的配对和凝聚的费米子在非常规超导体。
2020-08-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Photon-Mediated Spin-Exchange Dynamics of Spin-1 Atoms
我们报告的直接观察光子介导的自旋交换相互作用的原子系综。在光学谐振器中，在与单模光耦合的冷铷原子云中产生了500微米距离的相互作用。我们通过淬火动力学和局部磁化成像表征系统，验证相互作用的相干性，并展示其强度和符号的光学控制。此外，通过在mF = 0塞曼态中初始化自旋-1系统，我们观察到在mF = +/-1态中的关联对产生，这一过程类似于自发参量下转换和玻色-爱因斯坦凝聚体中的自旋混合。我们的工作开辟了新的机会，在量子模拟与远程相互作用和纠缠增强计量学。
2018-12-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Far-field resonance fluorescence from a dipole-interacting laser-driven cold atomic gas
我们分析了由激光驱动的冷原子稠密气体发出的荧光的时间响应。当平均原子间距小于原子散射光子的波长时，系统表现出较强的偶极相互作用和集体耗散。我们解决了具有不同几何形状的小系统的精确动力学，并展示了这些集体功能是如何体现在散射光的性质，如光子发射率，功率谱和二阶关联函数。通过计算这些超出弱驱动极限的量，我们在理解这些多体系统中的集体行为的特征方面取得了进展。此外，我们澄清的作用，无序的共振荧光，直接相关的最近的实验努力，旨在探索偶极-偶极相互作用的气体原子的多体效应。
2016-03-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Photon-mediated Peierls Transition of a 1D Gas in a Multimode Optical Cavity
电荷密度波的佩尔斯不稳定性是声子驱动的强关联物理学的典型例子，与拓扑量子物质和奇异超导性密切相关。我们提出了一种方法来实现一个类似的光子介导的佩尔斯跃迁，使用一个系统的相互作用玻色或费米原子的一维管内的多模共焦腔。横向抽运腔在原子系统中设计了腔介导的金属到绝缘体的转变。对于在Tonks-Girardeau极限下的强相互作用玻色子，这种跃迁可以理解为（通过费米子化）佩尔斯不稳定性。我们将计算扩展到相互作用强度的有限值，并推导出腔场和质量间隙的解析表达式。它们表现出非平凡的幂律依赖于无量纲的物质-光耦合。
2020-07-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Cold atom simulation of interacting relativistic quantum field theories
我们证明了狄拉克费米子自相互作用或耦合到动态标量场可以出现在所设计的玻色子和费米子冷原子系统的低能区。我们用两个定义在两个时空维度中的例子来说明这一点。第一个是自我互动的Thirring模型。第二个是狄拉克费米子耦合到动态标量场的模型，产生了Gross-Neveu模型。提出的冷原子实验可以用来探测相互作用量子场论的光谱或相关性质，从而提出了一种替代格点规范理论模拟。
2010-10-04 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
On the Exponential Decay of Strongly Interacting Cold Atoms from a Double-Well Potential
在这篇文章中，我们研究了双势阱中具有强排斥δ相互作用的玻色子气体的指数衰减。我们考虑一个精确可解的模型，包括一个无限壁和两个狄拉克δ障碍。我们探讨其功能内的确切方法和共振扩展的方法。研究揭示了分裂势垒对衰变率的影响与粒子数的关系。除此之外，我们发现，分裂势垒的衰变率的效果是最明显的奇数粒子数的系统。在指数衰减期间，内部区域中的空间相关性被“辐射态”很好地捕获。
2023-02-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Two-electron excitation of an interacting cold Rydberg gas
我们报道了锶原子相互作用的冷里德伯气体的产生。我们发现，内层价电子的激发谱对里德伯气体中的相互作用是敏感的，即使它们是由外层里德伯电子介导的，通过研究这一谱的演化，我们观察到密度依赖的布居转移到更高的角动量l.我们确定的部分里德伯原子转移，并确定占主导地位的转移机制是l-变化的电子里德伯碰撞与冷等离子体的形成。
2010-08-26 physics.atom-ph physics.plasm-ph quant-ph
Sensitivity of electromagnetically induced transparency to light-mediated interactions
在这里，我们提出了一个微观模型，描述了电磁感应透明（EIT）的现象，在多次散射制度。我们考虑一个$Λ$组态的三能级冷原子系综，将一个探测场和一个控制场散射到电磁场的真空模中。首先考虑一个标量描述的散射，我们表明，光介导的长程相互作用，出现之间的偶极子缩小EIT透明度窗口，增加密度和样本大小。对于矢量描述，我们证明了近场相互作用项可以严重影响受激拉曼绝热通道（STIRAP）中的原子布居转移。这一结果指出，即使在稀释状态下，冷原子系综中的标准STIRAP基量子存储器也不会达到足够高的效率用于量子信息处理应用。
2021-11-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Non-Gaussian two-mode squeezing and continuous variable entanglement of linearly and circularly polarized light beams interacting with cold atoms
我们研究了如何通过两个线偏振或圆偏振的场模与放置在光学腔中的类X四能级原子系综之间的非共振相互作用产生纠缠相干态和非高斯性质的低强度相干态的叠加态。我们比较我们的结果，最近的实验观察，并认为，非高斯结构的场状态可能存在于这些系统。
2009-03-19 quant-ph
Electromagnetically induced transparency of an interacting cold Rydberg ensemble
研究了弱相互作用冷里德伯气体的电磁感应透明。我们发现，发病的相互作用是表现为减少的里德伯态和数值模拟这种效果，通过增加一个密度依赖的非线性项的光学布洛赫方程。在弱探针的限制下，没有观察到相互作用引起的退相干，得到了线宽小于600 kHz的窄里德堡暗共振，其限制条件为耦合光束的拉比频率
2008-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Generation of cold Rydberg atoms at submicron distances from an optical nanofiber
我们报道了一个由冷里德伯原子和光学界面组成的可控混合量子系统。使用双光子梯形激发在$^{87}$ Rb，我们证明了相干和非相干里德堡激发在亚微米距离的表面。780 nm的光子，接近共振的$5S \rightarrow 5P$过渡，是由冷却激光器介导的，而482 nm的光，接近共振的$5P \rightarrow 29D$过渡，是由导模的介导的。用冷原子系综的布居损失率来度量里德伯布居率。一个理论模型来解释的结果，并链接到实验测得的，有效的拉比频率的过程中的人口率。这一工作在亚微米尺度下原子与表面相互作用的研究以及冷里德伯原子在全光纤量子网络和量子模拟中的应用方面取得了进展。
2020-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear quantum optics mediated by Rydberg interactions
通过电磁感应透明将超冷原子系综中里德伯激发之间的强相互作用映射到单光子上，可以实现在单光子水平上表现出强光学非线性的非线性光学介质。我们回顾了这个令人兴奋的新领域的理论概念和实验状态的最新技术，并讨论了在全光量子信息处理领域的第一个应用。
2016-07-07 quant-ph
Collective tunnelling of strongly interacting cold atoms in a double well potential
众所周知，在共振条件下，一组强相互作用的玻色子原子被困在双阱势中，模仿单个粒子，在阱之间进行拉比振荡。这意味着，所有的原子都需要在大致相同的时间隧穿，尽管玻色-哈伯德哈密顿量只考虑了一次一个原子的转移。我们分析了这种集体行为的机制，评估拉比频率的过程中，并讨论了这个简单的图片的局限性。特别是，是示出的小的快速振荡叠加在缓慢的拉比周期，从分裂的传输集群在隧道效应的突然发作的结果，并消失，如果隧道效应逐渐打开。
2019-12-16 quant-ph
Robust states of ultra-cold bosons in tilted optical lattices
我们确定了倾斜周期势中相互作用玻色子量子气体的全局混沌谱中的规则结构。相关联的本征态表现出很强的局部化性质的晶格上，并对外部扰动的动态鲁棒性。
2012-03-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser scattering by density fluctuations of ultra-cold atoms in a magneto-optical trap
研究了磁光阱中超冷气体中中性原子的密度涨落谱。我们确定了相应的振幅和光谱的激光散射这种介质。我们推导出的动力学结构函数的表达式，通过使用测试粒子方法。我们建议使用集体激光散射作为超冷物质微观性质的诊断方法。这也将使我们能够检查由气体内部的集体平均场介导的原子相关性。
2011-04-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Mediated interactions and photon bound states in an exciton-polariton mixture
实现强相互作用光子的探索对于基础科学和应用都是一个突出的挑战。在这里，我们探讨介导的光子-光子相互作用在一个高度不平衡的双组分混合激子极化激元在半导体微腔。使用的理论，考虑到激子之间的非微扰相关性以及强的光-物质耦合，我们证明了高的可调谐性的准粒子之间的有效相互作用形成的少数组件极化激元与玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的多数组件极化激元相互作用。特别是，相互作用，这是介导的BEC中的声音模式的交换，可以做得足够强，以支持两个准粒子的束缚态。由于这些准粒子部分由光子组成，这又对应于通过BEC传播的光子的二聚体状态。这就产生了一种新的光传输线，其中束缚态波函数直接映射到出射光子之间的相关性。我们的发现为实现高度非线性光学材料和新型混合光物质量子系统开辟了新的途径。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of Lasing Mediated by Collective Atomic Recoil
在单向抽运的高$Q$光学环形腔中观察到了频移反向光场的形成。如果通过光学糖蜜对原子施加额外的摩擦力，这种效应就会增强并达到稳定状态。我们观察到的位移的原子加速的动量转移的后向散射过程中，并解释我们的观察集体原子反冲激光。数值模拟结果与实验结果吻合较好。
2004-02-02 quant-ph
Two Cold Atoms in a Time-Dependent Harmonic Trap in One Dimension
本文研究了一维含时谐振子势阱中两原子短程对相互作用的动力学行为。我们的分析集中在两个代表性的情况下：（i）捕获频率从一个值到另一个值的突然变化，以及（ii）周期性捕获频率。在情形（i）中，相互作用系统和相应的非相互作用系统的动力学是相似的。然而，在第二种情况下，相互作用系统的行为可能完全不同，特别是接近参数共振。例如，在发生这种共振的区域，我们发现相互作用可以显着降低能量增加的速率。应用我们的研究结果来冷却或加热系统的影响也disussed。
2016-07-07 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Cold atoms interacting with highly twisted laser beams mimic the forces involved in Millikan's experiment
本文考虑了冷原子与高扭曲紧聚焦激光束相互作用时所受到的力与我们进行密立根实验时均匀电场中带电介质粒子所受到的力之间的相似性。在后一种情况下，颗粒经受其重量、由布置在重量的相反方向上的电场引起的力以及由空气引起的与颗粒的速度成比例且相反的拖曳力。由于电场产生的力是“量子化的”，因为粒子的电荷总是电子电荷的整数倍。在冷原子的情况下，合力由三项组成。第二项是量化的，因为它与光束螺旋度成正比，而光束螺旋度是一个整数。这一项的符号与第一项相反。第三项是阻尼力，与原子的速度成正比，方向相反。我们提出了数值计算的参数取自实验数据，其中所涉及的力量之间的一个令人印象深刻的类比。
2018-12-15 quant-ph
Entanglement of distant flux qubits mediated by non-classical electromagnetic field
讨论了两个磁通量子比特与单模电磁场相互作用系统的纠缠机制。通过对光子进行贝尔态测量（BSM），我们发现两个量子比特处于纠缠态，这取决于系统参数。我们讨论了两个初始状态的结果，并考虑到退相干的影响。
2009-02-17 quant-ph
Quantum chaos driven by long-range waveguide-mediated interactions
从理论上研究了波导中光子对与有限周期二能级原子相互作用系统的量子态。我们的计算揭示了在实空间中具有高度不规则波函数的双极化激元本征态。这表明Bethe不稳定性崩溃和量子混沌的开始，与盒子中两个相互作用的玻色子的传统可积问题形成鲜明对比。我们确定了远程波导介导的原子之间的耦合作为混沌和不可积性的关键成分。我们的研究结果提供了新的见解，在多体量子系统的秩序，混沌和本地化之间的相互作用，并可以在最先进的波导量子电动力学的设置进行测试。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.optics
Cavity dark mode mediated by atom array without atomic scattering loss
本文利用结构因子最大化的可配置原子阵列与环形腔强耦合，实现无原子散射损耗的腔暗模，并支持两光学模式高效转换、任意相移调控及单原子寻址。
2024-10-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Critical light-matter entanglement at cavity mediated phase transition
我们考虑一个光-物质系统的模型，其中费米子（或玻色子）系统耦合到光子模，光子模驱动物质自由度的相变。从一个简化的分析模型出发，我们证明了光与物质之间的纠缠在小耦合强度和大耦合强度下消失，并在跃迁附近出现一个峰值。我们进行了数值模拟的一个特定的模型（相关的固态和冷原子平台），并表明纠缠显示在过渡的临界行为，并具有最大的磁化率，表现出最大的纠缠容量。值得注意的是，光物质纠缠提供了直接访问临界指数，这表明了一种新的方法来测量没有直接物质探针的普适性质。
2022-10-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Rotational properties of two interacting cold polar molecules: linear, symmetric, and asymmetric tops
研究两静态冷极性分子在外部直流电场及各向异性偶极-偶极相互作用下的势能与极化，将分子建模为量子刚性转子并考察线性、对称与非对称陀螺分子，发现短间距下分子性质强烈依赖电场方向，凸显考虑转动自由度的重要性。
2024-09-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Propagation of light through small clouds of cold interacting atoms
我们的实验表明，一个冷原子云的大小相当于光波长可以诱导大群延迟的激光脉冲时，激光紧紧地集中在它，并接近原子共振。观测到的延迟高达-10 ns，对应于负群速度低至-300 m/s的“超光速”传播。引人注目的是，由于云的尺寸非常小以及原子之间的光诱导相互作用，这种大的延迟与适度的灭绝有关。这意味着一个大的相移被印在连续的激光束，并打开有趣的应用前景的量子技术。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Coherent generation of EPR-entangled light pulses mediated by a single trapped atom
我们表明，一个单一的，被困，激光驱动的原子在一个高精细光学腔允许量子相干产生的纠缠光脉冲的需求。提出了用于产生同时和时间上分离的脉冲对的方案。激光激发对冷原子量子运动的力学效应分别介导了两个腔模之间和两个后续脉冲之间的纠缠相互作用。纠缠是EPR型的，其程度可以通过外部参数来控制。在产生过程的最后，原子与光场解相关。可能的实验实施的建议进行了讨论。
2005-12-23 quant-ph
Entanglement of two two-levels atoms mediated by an optical black hole
研究了光学黑洞附近两个二能级原子与电磁场相互作用系统的动力学行为。在弱耦合条件下，当一个原子处于激发态，另一个原子处于基态时，得到了两原子系统的约化密度算符。讨论了非共振和共振两种情况下原子间负性随时间的演化。在这两种情况下，我们表明，两个原子可以成为纠缠由于间接相互作用介导的光学黑洞。
2017-09-20 quant-ph
Cavity-mediated long-range interactions in levitated optomechanics
本研究结合多粒子光悬浮与腔量子控制技术，首次在真空中实现纳米颗粒间可编程的腔介导长程强耦合相互作用，验证了其可调性，为多体效应研究、运动纠缠产生及光力学传感提供了新途径。
2023-08-28 physics.optics quant-ph
Floquet Heating in Interacting Atomic Gases with an Oscillating Force
本文从理论上研究了冷原子系统在时间周期力作用下的碰撞加热。我们表明，在Floquet框架内，这种加热率由于两体碰撞有一个一般的半经典表达式$\mathcal{P}\propto ρσv_{\rm col} E_0$，取决于与震动，粒子数密度$ρ$，弹性碰撞截面$σ$，和有效的碰撞速度$v_{\rm col}$确定的系统中的主导能量尺度的动能$E_0$。我们进一步表明，冷费米子系统中的泡利阻塞和较低维度系统中的修改态密度抑制了碰撞加热。我们的结果提供了一个精确可解的例子，并揭示了相互作用系统中Floquet加热的一些一般特征。
2019-06-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Qubit Mediated Time Robust Entangling of Oscillators in Thermal Environments
我们考虑两个分离的振荡器最初处于平衡状态，并与热环境持续相互作用，并提出了一种使用中介量子比特使它们纠缠的方法。适当的相互作用允许开放系统的分析处理，消除了微调相互作用时间的必要性，并导致纠缠对有限温度的高容忍度。振荡器之间由此产生的纠缠可以通过依赖于振荡器奇偶性测量的贝尔不等式或通过将纠缠有条件地提取到两个相互不相互作用的量子比特上来验证。后者的过程也表明，所产生的混合纠缠态的振子是一个有用的资源纠缠量子比特。通过考虑环境的影响，采取可行的量子位振荡器相互作用和测量设置，该方案应该可以在各种实验设置中实现。为主方程的解所提出的方法也可以适用于涉及相同形式的量子位-振子相互作用的各种问题
2009-12-11 quant-ph
Spontaneously sliding multipole spin density waves in cold atoms
本研究在激光驱动的冷铷原子系综中观测到由光介导相互作用和光学反馈诱导的自发漂移耦合自旋与四极密度波，其方向和手性来自对称性破缺，揭示了非平衡磁体的新输运机制。
2024-02-27 cond-mat.stat-mech nlin.PS quant-ph
Single Photon Transistor Mediated by Inter-State Rydberg Interaction
本文报道了在超冷原子系综中，通过将源光子和门光子映射到具有不同主量子数的强相互作用里德堡激发态，实现了一种全光晶体管。我们获得了一个记录开关对比度为40%的相干门输入与平均光子数为1，并证明了源传输的衰减超过10个光子与一个单一的门光子。我们使用我们的光学晶体管演示了对单个里德伯原子的无损检测，保真度为0.72（4）。
2014-04-24 quant-ph
Cavity-Mediated Collective Momentum-Exchange Interactions
首次在激光冷却原子集合中实现腔介导的集体动量交换相互作用，在物质波干涉仪中观测到全对全伊辛型相互作用和多体能隙，为量子增强干涉测量和模拟奇异物理行为提供了新能力。
2023-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Cold atom dynamics in a quantum optical lattice potential
研究了一个广义冷原子玻色哈伯德模型，其中周期光学势由具有量子特性的腔场形成。一方面，所有原子的共同耦合到同一模式引入腔介导的长程原子-原子相互作用，另一方面，原子对场的反作用引入原子-场纠缠。这修改了相关的量子相变的属性，并允许新的相关原子场状态，包括不同的原子量子相位的叠加。在导出包含新的长程相互作用项的近似哈密顿量后，我们展示了在少数原子在少数阱中的一般组态下的中心物理现象。我们发现强修改的人口波动和次近邻相关的相变点附近。
2006-02-27 quant-ph
Long-range and frustrated spin-spin interactions in crystals of cold polar molecules
我们描述了一个简单的方案，实现和控制有效的自旋自旋相互作用的冷极性分子的自组装晶体。在我们的方案中，自旋态被编码在两个长寿命的分子旋转状态和耦合通过状态依赖偶极偶极力的晶格振动。我们表明，通过选择一个适当的时间依赖性调制的诱导偶极矩的声子介导的相互作用与直接偶极偶极耦合竞争，并导致远程和可调的自旋-自旋相互作用模式。我们说明了如何使用这种技术可以用于产生多粒子纠缠自旋态和实施的自旋模型与长程和挫折的相互作用，表现出非平凡的磁有序相。
2011-10-05 quant-ph
Multimode Optomechanics as a Prototype of Mediated Interactions
我们从理论上研究了两个量子模通过局域耦合到耗散场的相互作用。我们的模型考虑了两个不同频率的机械模式耦合到同一腔模式的光机械。耗散腔场介导了机械模式之间的相互作用，但也导致了机械振荡器的退相干。取决于有效相互作用强度和耗散率之间的比率，其可以通过泵浦失谐来选择，相互作用呈现量子力学或经典特征。对于任何腔衰减，有一个制度，其中两个机械模式以非经典的方式相互作用，这使我们得出结论，光学机械系统可以作为一个模型，实验研究的经典或量子力学场介导的长程相互作用的影响。
2014-04-23 quant-ph
Analytic results on long distance entanglement mediated by gapped spin chains
我们给出了最近在数值研究中发现的一维量子自旋链介导的长距离纠缠的解析描述。我们开发了一种形式主义，允许计算LDE弱相互作用的探针与间隙多体系统。在零温度下，DC响应函数确定物理系统在探针之间产生真正量子相关的能力。我们证明了双二次海森堡自旋为1的链能够在量子极限下产生LDE，并且有限反铁磁海森堡链最大限度地纠缠两个相距很远的自旋为1/2的探针。这些结果支持了当前在量子信息器件中使用量子自旋链作为纠缠器或量子信道的观点。
2008-04-10 quant-ph
Rydberg excitation of trapped cold ions: A detailed case study
我们提供了一个详细的理论和概念研究计划的实验，激发里德堡态的离子被困在一个保罗陷阱。最终目标是利用里德伯离子之间的强态依赖相互作用来实现量子信息处理协议和模拟强相互作用自旋系统的动力学。我们强调这种方法的承诺时，结合高度的控制和读出的量子态在被困离子晶体与新颖的和快速的门计划的基础上相互作用的巨大里德伯原子的偶极矩。我们讨论了预期的理论和实验挑战的方式实现。
2011-04-15 physics.atom-ph quant-ph
Role of hyperfine interaction for cavity-mediated coupling between spin qubits
我们考虑两个量子比特通过光学腔相互作用，其中每个量子比特由限制在量子点中的单个电子自旋表示。众所周知，III-V族半导体量子点中的电子自旋受到由于与核自旋的超精细相互作用而引起的退相干的影响。在这里，我们表明两个量子比特之间的相互作用也受到Overhauser场的影响。从非极化核系综出发，研究了两量子比特门的量子数与Overhauser场的依赖关系。我们包括超精细相互作用微扰到二阶在我们的分析结果，并以任意精度数值。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Realization of a coupled-mode heat engine with cavity-mediated nanoresonators
本文报道了一个在双膜中间腔光机系统中的耦合模热机的实验演示。利用腔介导的强耦合纳米谐振器的简正模作为工作介质，通过在两个声子热库之间提取功来实现奥托循环。热机性能的特点是在正常模式和裸模式图片，这表明，在热力学循环中的两个膜的相关性起着重要的作用。此外，直双纳米机械发动机是通过工程的正常模式和操作两个气缸异相。我们的研究结果表明，在腔光机系统中的第一次基本类的热机，并提供了一个新的平台，研究热机的相互作用的子系统在小尺度的可控性和可扩展性。
2021-10-25 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
