Floquet-Markov description of the parametrically driven, dissipative harmonic quantum oscillator
以参变驱动谐振子为例,研究了耗散周期驱动系统量子动力学的两种不同的马尔可夫方法。在更简单的方法中,驱动只在哈密顿项中进入约化密度算子的主方程。一个改进的主方程是通过处理整个驱动系统内的Floquet形式主义和耦合到水库作为一个整体。不同的后续演化方程进行了比较,在各种表示,特别是作为福克-普朗克方程的维格纳函数。在所有近似水平上,这些演化方程保留了驱动的周期性,因此它们的解具有Floquet形式,并表示非酉传播子在单个驱动周期上的本征函数。我们讨论了在长时间极限以及保守和高温极限下的渐近状态。在不同的马尔可夫近似的数值结果进行了比较与精确的路径积分解。当考虑较强的驱动和较低的温度时,改进的Floquet-Markov方案的应用变得越来越重要。
1998-09-30 quant-ph
Harmonic oscillator kicked by spin measurements: a Floquet-like system without classical analogous
我们提出了一个踢谐振子的脉冲驱动是由频闪测量辅助自由度,而不是由规范量子化的时间依赖的哈密顿。当背景哈密顿量保持静态时,辅助粒子与振子位置动态纠缠。该系统的动力学是确定在封闭的分析形式,允许一个适当定义的Loschirst回声,合奏平均值,和相空间肖像的评价。在标准的Floquet系统的情况下,我们观察制度与晶体和准晶结构的相空间,共振,和混沌行为的证据,但是,不起源于任何经典的混沌系统。
2022-04-21 nlin.CD quant-ph
Revisiting the Floquet-Bloch theory for an exactly solvable model of one-dimensional crystals in strong laser fields
本文研究了在周期性Kronig-Penny势和振荡电场作用下一维电子气的Floquet-Bloch本征态。考虑到波函数及其导数的适当边界条件,我们导出了Floquet-Bloch本征态的决定方程,它由单无限矩阵表示,而不是一般势所需的双无限矩阵.我们数值求解这些方程,显示出现在不同的Floquet带的交叉点,以及在边缘和中心的布里渊区的带隙的anticrossings。我们还计算了Floquet-Bloch本征态所携带的电流的高次谐波分量,表明谐波谱在强电场下呈现平台。
2018-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Non-Hermitian Floquet invisibility
开放系统中的波输运和散射会受到非厄米动力学的深刻影响.在这项工作中,我们考虑波散射在一维紧束缚晶格与低频谐波振动复杂的网站潜力。Floquet散射被抑制在一定范围内的光谱晶格带,这是有限的非弹性散射通道的光谱透射/反射振幅的奇异性。当奇点被推到布里渊区的边缘时,发现整个光谱带上的不可见性,这需要大于紧束缚晶格带的宽度的调制频率。值得注意的是,不可见性被发现持续多个振荡晶格杂质。
2016-12-02 physics.optics quant-ph
Photon Statistics from Non-Hermitian Floquet Theory: High Harmonic Generation and Above-Threshold Ionization Spectra Detected via IR Detectors
本研究基于非厄米Floquet理论,提出统一机制证明无需电磁场量子化,可通过监测红外吸收光子涨落获取高次谐波产生谱与阈上电离谱,推导了对应条件并通过模拟验证了对应区域。
2024-09-17 physics.chem-ph quant-ph
Cavity-Controlled High Harmonic Generation
本研究利用非厄米Floquet理论,提出通过单模量子腔调控高次谐波产生的方法,可生成边带谐波与新型阿秒脉冲序列,为强场过程的腔调控研究奠定框架。
2025-09-03 physics.chem-ph quant-ph
Boundary-sensitive non-Hermiticity of Floquet Hamiltonian: spectral transition and scale-free localization
MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University(西安交通大学物理学院);Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Kavli Institute for Theoretical Sciences, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所)
本文提出一种边界敏感的PT对称破缺机制,通过设计时间周期性驱动协议,揭示Floquet哈密顿量在周期边界条件下的厄米性与开放边界条件下的非厄米性差异,并展示PT破缺相中出现的无标度局域化现象。
2026-03-24 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Engineering Photonic Floquet Hamiltonians through Fabry Pérot Resonators
在这封信中,我们分析了一个光学法布里-珀罗谐振腔作为一个时间周期驱动的(2D)光场反复穿越谐振腔,揭示了谐振腔扭曲产生一个合成的磁场施加到谐振腔内的光,而镜像差产生相对论动力学,非谐捕获和时空曲率。我们开发了一个Floquet形式主义计算的有效哈密顿的2D字段,概括的想法,腔内光场对应于一个非相互作用的,大质量的,谐波捕获粒子的合奏。这项工作阐明了光学谐振器在探索规范场和奇异时空中量子流体物理学方面的非凡潜力。
2015-11-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Dissipative dynamical Casimir effect in terms of the complex spectral analysis in the symplectic-Floquet space
在辛-Floquet空间中,利用Floquet-Liouvillian复谱分析方法,研究了光机腔与一维光子晶体相互作用的动态Casimir效应.腔内模的量子真空涨落通过镜边界的周期性运动被参量放大,被放大的光子自发地发射到光子带。在辛-Floquet空间中,利用Brillouin-Wigner-Feshbach投影方法,从Liouvillian系统导出了非厄米有效Floquet-Liouvillian系统.利用与能量有关的自能,考虑了光子从腔中发射的微观耗散过程。我们通过非微扰求解有效Floquet-Liouvillian的非线性复本征值问题,得到了整个系统的离散本征模,其中本征模由多模Bogoliubov变换表示.基于微观动力学理论,将非平衡稳态本征模定义为虚部为零的本征模,这是由于参量放大和耗散效应之间的平衡。我们发现,当腔模与光子带之间的混合由间接虚跃迁引起时,会出现非局域定态本征模,其中利用有限带宽的光子带可以大大降低引起DCE的外场频率。
2020-05-31 quant-ph
Enhancing Photon Indistinguishability of Spectrally Mismatched Single Photons by Cavity Floquet Engineering
本文提出利用腔QED中的Floquet工程光学频率梳,以与光谱失配相等的调制频率周期调制单光子态,能量守恒地制备单光子频率梳态,从而将光谱失配单光子的不可区分性提升至理想HOM干涉可见度。
2025-07-03 quant-ph
Floquet-driven light transport in programmable photonic processors via discretized evolution of synthetic magnetic fields
KTH Royal Institute of Technology(皇家理工学院);Stockholm University(斯德哥尔摩大学)
本文通过离散化Floquet驱动在可编程光子处理器中实现合成磁场所驱动的光子传输,展示了具有高可见度的干涉和稳定方向性流动,验证了该方法在驱动光子学中的应用潜力。
2026-03-03 physics.optics quant-ph
Floquet Quasiparticle Poisoning of Frozonium
Cornell University(康奈尔大学)
本文研究周期性驱动产生的frozonium电路,发现其动态冻结无法抑制准粒子耗散,通过Floquet框架分析准粒子过程,确定需平衡动态冻结与准粒子损耗以识别安全驱动参数。
2026-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Subharmonic spin correlations and spectral pairing in Floquet time crystals
Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Yale University(耶鲁大学)
研究揭示了Floquet时间晶格中自旋相关性与谱特性之间的关系,通过分析无序Floquet量子伊辛模型,发现自旋相关性由两个参数描述,并探讨了其对相图的影响。
2025-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Preparation of Multimode NOON States via Floquet-Engineered Conditional Chiral Excitation
Northeast Normal University(东北师范大学)
本研究提出Floquet工程条件路由框架,利用d能级控制器调控手性激发,实现任意奇数模NOON态的可编程制备,并验证了三模和五模实现及其鲁棒性。
2026-09-15 quant-ph
Anomalous second-order skin modes in Floquet non-Hermitian systems
本文提出一种二维周期驱动模型,发现在周期边界下缺乏内禀谱拓扑的Floquet哈密顿量在开边界下仍能展现对微扰和无序鲁棒的反常二阶趋肤效应,并揭示其动力学拓扑起源。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Observation of non-adiabatic Landau-Zener tunneling among Floquet states
本研究利用时间分辨多光子光电子能谱,观测到强光场下Cu(111)中Floquet态之间的非绝热Landau-Zener隧穿,揭示了绝热Floquet演化的崩溃,并确立了物质光修饰、超快光波电子学及高次谐波产生间的直接联系。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Noninteger high-harmonic generation from extended correlated systems
本研究使用Fermi-Hubbard模型研究原子链的高次谐波产生,揭示了关联材料中非整数谐波信号源于多个Floquet态的布居,并阐明了其与驱动脉冲特性及电子相互作用强度的依赖关系。
2024-03-13 physics.atom-ph quant-ph
Robust spectral $π$ pairing in the random-field Floquet quantum Ising model
Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin(达勒姆复杂量子系统中心,柏林自由大学);Department of Physics, Yale University(耶鲁大学物理系)
该研究在随机磁场弗洛quet量子伊辛模型中发现π配对对纵向无序具有鲁棒性,这对量子信息处理有潜在应用。
2024-01-09 cond-mat.dis-nn quant-ph
$2+1$ dimensional Floquet systems and lattice fermions: Exact bulk spectral equivalence
本文研究2+1维反常Floquet拓扑绝缘体与静态离散时间格点费米子理论之间的体谱等价性,给出一个体谱解析精确匹配的静态模型,并揭示其因准一维各向异性而在体-边界对应上与Floquet模型存在差异。
2025-03-04 hep-lat hep-th nucl-th
Floquet engineering of quantum thermal machines: A gradient-based spectral method to optimize their performance
本研究提出一种基于梯度的谱方法,通过优化周期性驱动的控制函数形态,寻找用马尔可夫主方程描述的开放量子系统量子热机的最优工作区间,且支持按实验或物理要求约束参数。
2024-10-09 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Floquet-Liouville Theory for Strongly Driven Open Quantum Systems
Queen’s University(女王大学)
该研究构建非旋波近似的Floquet-Markov广义主方程,对比时不变修饰基主方程,揭示强驱动下耗散的Floquet特性,为识别需Floquet一致耗散的区域提供诊断。
2026-08-18 math-ph math.MP quant-ph
Dirac fermion time-Floquet crystal: manipulating Dirac points
我们演示了如何控制光谱和狄拉克电子在石墨烯片和拓扑绝缘体的电流通过施加两个线性偏振激光场与频率$ω$和$2ω$或单色(一个频率)激光场与空间周期性的静态电位(石墨烯/TI超晶格)。利用Floquet理论和共振近似,我们证明了电子能谱中的一个Dirac点可以分裂成若干个Dirac点,通过改变激光场的特性,可以有效地控制这些Dirac点在动量空间中的相对位置.此外,激光场控制的狄拉克费米子能带结构-狄拉克费米子时间-Floquet晶体-允许操纵石墨烯和拓扑绝缘体中的电子流。此外,在所选方向上产生所需强度的直流电流时,应用双谐波激光场,这可以提供一个简单的实验测试的预测现象。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Discrete time crystals enforced by Floquet-Bloch scars
我们分析确定一类新的量子疤痕的时空平移对称性,称为Floquet-Bloch疤痕的保护。他们区别于以前的(准)静态疤痕的刚性频谱配对,只有在Floquet系统,其中强相互作用和驱动均衡的quasienergy校正所有疤痕,并保持其频谱间距对通用双线性扰动。疤痕,然后执行的空间本地化和刚性离散时间晶体(DTC)振荡的数值验证在最近的冷原子实验相关的三聚kagome晶格模型。我们的分析解决方案提供了一个潜在的计划,以了解更通用的故障不变性DTC的机制。
2022-08-30 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Semi-Analytical Engineering of Strongly Driven Nonlinear Systems Beyond Floquet and Perturbation Theory
针对强驱动非线性系统精确控制难的问题,提出非微扰半解析框架,结合谐波平衡法扩展Floquet理论与拉格朗日乘数法启发的约束优化,突破微扰局限,可用于非经典态生成等量子及经典应用。
2025-04-14 physics.atom-ph quant-ph
Universal spectral correlations in open Floquet systems with localized leaks
University of Connecticut(康涅狄格大学);Universidad Rey Juan Carlos(雷乌纳尔侯卡洛斯大学);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学);Universidade Federal do Rio Grande do Sul(南里奥格兰德联邦大学)
研究显示,在具有时间反演对称性的弗洛quet系统中引入局部泄漏,导致由非厄米特对称类AI†支配的普遍谱相关性,而非无约束 Ginibre 集合。通过漏量子标准图(L-QSM)验证,其谱性质与截断圆正交集合(TCOE)一致,且短程谱相关性遵循非厄米特对称类AI†的统计规律。
2026-03-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Periodically Driven Open Quantum Systems: Spectral Properties and Non-Equilibrium Steady States
本文基于 Floquet-Lindblad 主方程分析周期驱动开放量子系统的谱性质,证明物理 NESS 的存在性,并以双带绝缘固体模型验证其非线性光学响应计算能力。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effective (Floquet) Lindblad generators from spectral unwinding
针对量子信道是否存在Lindblad形式时间无关生成元的NP难判定问题,本文利用完整动力学映射和Floquet理论提出谱解卷绕方法,通过最小化有效微运动获得候选有效Floquet生成元,从而降低搜索复杂度。
2025-06-03 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Emergence of chaos with exceptional points in reset-driven Floquet dynamics
Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California(南加州大学明何电机工程学院);Department of Physics and Astronomy, University of Southern California(南加州大学物理与天文学系)
研究重置驱动的福克量子通道的谱结构,揭示通过调整哈密顿量中的混沌控制参数,谱从对称约束的ergodic态过渡到完全混沌态,同时展示通道谱区分混沌、ergodic、many-body局域化和scarred动态态。
2026-10-01 quant-ph
The Quantum Polariton Hamiltonian that Reproduces the Same Mean Acceleration High-Harmonic Generation Spectra as the Classical Hamiltonian in Strong Laser Fields
Technion–Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
研究在特定条件下定义能产生与弗洛凯理论相同HHG光谱的量子哈密顿量的可能性,核心方法是基于特定假设进行推导,主要贡献是探索出相关量子哈密顿量。
2026-08-12 quant-ph
Algebraic Tomography of Non-Hermitian Floquet Systems from Observable Traces
The University of Tokyo(东京大学)
本文提出从可观测量迹线序列重构有限维非厄米Floquet系统单值矩阵的代数框架,利用Cayley-Hamilton和Hankel方法恢复谱数据,并探讨可辨识性限制与多可观测量扩展。
2026-06-07 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Disorder Effects on the Origin of High-Order Harmonic Generation in Solids
我们考虑非相互作用的电子耦合到激光场,并研究微扰的影响,晶格势涉及无序的电流,这是高次谐波产生(HHG)的来源的谐波分量。通过使用Floquet-Keldysh格林函数,我们表明,每个谐波分量由相干和非相干部分,这分别产生的相干和非相干散射的本地离子势。随着无序度的增加,相干部分减少,非相干部分增加,电流的总谐波分量首先迅速减少,然后接近非零值。我们的研究结果突出了晶体周期性的重要性,它建立了在固体上延伸的布洛赫态。这与原子气体中的传统HHG明显不同,其中单个原子的位置无关。
2019-12-10 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Floquet states of kicked particle in a singular potential: Exponential and power-law profiles
众所周知,在混沌区,所有的受激转子系统的Floquet状态显示出一个指数分布,导致动力学本地化。如果被踢的转子被放置在一个额外的固定无限势阱,其Floquet状态显示幂律轮廓。一般来说,也有人认为,具有势中奇点的周期性反冲系统的Floquet态将具有幂律分布。本文研究了有限势垒中被踢粒子的Floquet态。通过改变有限位垒的高度,研究了Floquet态从指数衰变到幂律衰变的跃迁性质。我们将这个系统映射到一个紧束缚模型,并表明衰变曲线的性质取决于Floquet态(在未微扰的基础上)相对于势能高度的能带。这个性质也可以从Floquet特征值和特征向量的统计推断出来。这导致了一个不寻常的情况下,水平间距分布,作为一个窗口的光谱相关性,是不是一个独特的特性,为整个系统。
2018-01-12 quant-ph
Rydberg atomic spectrum analyzer with microwave-dressed-state-locking and multimode Floquet theory
本文提出一种结合微波缀饰态锁定与多模Floquet理论的里德伯原子频谱分析仪,可同时分辨多个未知频率微波场的频率与强度,拓展了里德伯原子电场计在复杂频谱分析中的应用。
2025-05-09 physics.atom-ph quant-ph
Floquet physics from quantized light-matter interaction: geometric phases, gauge consistency, and entanglement
University of Augsburg(奥格斯堡大学);CSIC(西班牙国家研究委员会);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)(马德里材料科学研究所)
本文通过大光子数相位基表示腔场,证明经典驱动系统的薛定谔方程直接从量子化问题涌现,建立准能量与量子能量的一一对应,并揭示光-物质纠缠编码于Floquet模式关联中。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet Dressing and Bath Spectral Effects on the Geometric Phase of a Driven Dissipative Qubit
Boston University(波士顿大学)
本文用 PT-TEMPO 方法研究周期驱动对称自旋-玻色子模型的耗散几何相位,发现驱动可依时间尺度抑制或增强热库效应,并揭示 Floquet 谱调控主导耗散路径,为控制开放量子系统几何相位提供新手段。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet Engineering with Particle Swarm Optimization: Maximizing Topological Invariants
通过周期性驱动来设计具有很大拓扑不变量的拓扑相位具有重要的理论和实验意义。正如这项工作所倡导的那样,这种Floquet工程可以通过群智能家族的粒子群优化(PSO)技术优雅地实现。传统的基于梯度的优化方法不适合直接优化拓扑不变量作为整数,高效的PSO路由产生新的承诺,在搜索奇异的拓扑相位,需要有限的物理资源。我们的研究结果是特别及时的两个重要的见解,从文献中:低频驱动可能是有益的,在创建大型拓扑不变量,但一个开放式的低频驱动往往会导致剧烈波动,在所获得的拓扑不变量。事实上,使用一个简单的连续驱动的哈珀模型与三个准能带,我们表明,Floquet带陈数可以享受许多倍的增长相比,使用一个简单的谐波驱动的同一时期,而不需要更多的能源成本的驱动领域。它也被发现,由此产生的Floquet绝缘体带仍然是良好的间隙,与最大化的拓扑不变量与物理观测无间隙泵浦协议。在开边界条件下出现的许多边缘模式也与体-边缘对应一致。我们的研究结果预计将是非常有用的Floquet拓扑物质的许多不同类型的拓扑不变量的优化。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realizing exceptional points by Floquet dissipative couplings in thermal atoms
本文在热原子系综中通过两束空间分离光束演示了Floquet耗散耦合,在远离静态相变阈值的例外点处观察到反常的反宇称-时间对称性相变,为非厄米拓扑能谱的Floquet工程奠定了基础。
2025-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Floquet-engineering counterdiabatic protocols in quantum many-body systems
反绝热(CD)驱动提出了一种以任意速度产生绝热动力学的方法,其中由于非绝热性引起的激发通过向哈密顿量添加辅助驱动项来精确补偿。虽然这个CD项在理论上是已知的,并由绝热规范势给出,但在多体系统中获得和实现这个势是一项艰巨的任务,需要了解瞬时哈密顿量的谱特性和控制高度非局域的多体相互作用。我们展示了如何一个近似的规范位可以系统地建立作为一系列嵌套的mixator,保持良好的定义在热力学极限。此外,所得到的CD驱动协议可以实现任意顺序,而不离开可用的控制空间,使用工具从伺服驱动(Floquet)系统。这在少体和多体量子系统中得到了说明,其中产生的Floquet协议显着抑制耗散并提供保真度的急剧增加。
2019-04-05 cond-mat.other quant-ph
Periodic thermodynamics of the parametrically driven harmonic oscillator
我们确定了耦合到热浴中的参数驱动谐振子的Floquet态占据几率的准定态分布。由于该系统表现出细致平衡,其准能的典型代表是等距的,这些概率由几何玻尔兹曼分布给出,但其准温度不同于浴的实际温度,受到后者的谱密度的函数形式的影响。我们提供了两个准热工程的例子,即,故意操纵的准平稳分布通过适当的设计的谱密度:我们表明,驱动系统可以有效地比未驱动的冷,并表明,准热不稳定性,甚至可以发生时,系统是机械稳定的。
2019-11-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spectral Lyapunov exponents in chaotic and localized many-body quantum systems
我们考虑无序的,周期性驱动的自旋链在其量子混沌和多体局域相(MBL)的Floquet算子的谱统计。的频谱统计的特点是由跟踪的权力$t$的Floquet运营商,和我们的方法取决于这样一个事实,即整数$t$在系统中与当地的相互作用,这些痕迹可以重新表示在产品的双传输矩阵,每个代表一个空间切片的系统。我们专注于性能的对偶传输矩阵产品所表示的频谱的李雅普诺夫指数,我们称之为\textit{spectral Lyapunov exponents}。特别是,我们研究这个频谱的特点,区分混沌和MBL阶段。传输矩阵可以使用时间平移对称性块对角化,因此谱李雅普诺夫指数根据时间方向上的动量进行分类。对于大的$t$,我们认为,领先的李雅普诺夫指数在每个动量部门趋于零的混沌阶段,而他们保持有限的MBL阶段。这些结论是基于三种互补类型的计算结果。我们发现,通过考虑一个Floquet随机量子线路与现场希尔伯特空间维数$q$在大- $q$限制的混沌相位的精确结果。在MBL阶段,我们表明,频谱李雅普诺夫指数保持有限的系统分析模型的非相互作用系统,弱耦合系统,和局部积分的运动。数值计算了Floquet随机量子线路和受激伊辛模型在这两个阶段的李雅普诺夫指数。作为补充,我们精确地计算了大$q$极限下的高阶点谱形状因子(hpSFF),并证明了在大$q$混沌相下,所有hpSFF的广义无标度时间都是系统尺度的函数.
2020-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th