Spin Squeezing by Rydberg Dressing in an Array of Atomic Ensembles
本研究利用里德堡修饰技术结合频闪修饰序列，在铯原子系综阵列中实现可控自旋压缩，获得低于标准量子极限的相位方差，可用于提升原子钟基础检验精度与电磁场量子成像性能。
2023-08-23 physics.atom-ph quant-ph
Robust Mølmer-Sørensen gate for neutral atoms using rapid adiabatic Rydberg dressing
提出利用快速绝热 Rydberg 缀饰并结合自旋回波校正单原子光频移误差，实现对热运动、激光不均匀和不完美阻塞鲁棒的中性原子 Mølmer-Sørensen 门，保真度可达约 0.995。
2025-01-10 physics.atom-ph quant-ph
Resonant stroboscopic Rydberg dressing: electron-motion coupling and multi-body interactions
本文研究两种共振频闪里德伯缀饰方案，揭示非绝热与绝热情形下均可通过电子-运动耦合产生显著的多体相互作用。
2024-11-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg dressing: Understanding of collective many-body effects and implications for experiments
里德伯原子之间的强相互作用可以用来控制超冷气体中原子间相互作用的强度和性质。在量子模拟中，存在着各种复杂相位的实现和应用的详细理论建议。此外，一个简单的模型已经开发，描述了里德伯敷料的基本思想在两个原子的基础上。然而，到目前为止，实验性的实现一直难以捉摸。本文提出了一个描述玻色-爱因斯坦凝聚体基态的模型，该凝聚体是基于里德伯阻塞的里德伯能级。这种方法提供了一个直观的理解从纯粹的两体相互作用的集体相互作用制度的过渡。此外，它使我们能够计算的平均场近似下的实际实验条件下的三维样品的变形。我们比较完整的三维数值计算的基态内得到的解析表达式，在T-Fermi近似。最后，我们讨论的局限性和问题，在实验实现里德伯敷料根据我们的实验结果。我们的工作使读者能够直接向前估计里德伯敷料在现实的三维原子样品的实验可行性。
2013-12-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum computing with atomic qubits and Rydberg interactions: Progress and challenges
本文综述了中性原子量子比特的量子计算。在概述了制备大型量子位阵列的架构选项和方法之后，我们研究了里德堡介导的门协议以及两个和多个量子位相互作用的保真度。量子模拟和里德伯敷料是基于电路的量子计算的替代方案，用于探索多体量子动力学。我们回顾的敷料相互作用的属性，并提供了一个定量的数字的优点的相干动力学的复杂性，可以访问敷料。最后，我们总结了目前的状况，并展望了未来的进展。
2016-07-24 physics.atom-ph quant-ph
Autoionization-enhanced Rydberg dressing by fast contaminant removal
本研究利用类碱土原子中的自电离跃迁快速去除杂质，兼容光学时钟量子比特阵列的相干操作，通过将AI脉冲整合到频闪Rydberg dressing序列中，显著提升了系统寿命和占空比，并改善了自旋压缩程度。
2025-03-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rydberg dressing of a one-dimensional Bose-Einstein condensate
研究了一维玻色-爱因斯坦凝聚体中里德伯修饰相互作用的影响。我们表明，一维几何提供了几个优势，比3D观察BEC里德伯敷料。敷料的影响进行了研究，通过调查集体BEC动力学后，迅速关闭的里德伯敷料相互作用。结果可以解释为一个有效的修改的s波散射长度。我们包括这种修改的一维BEC的分析模型，并比较它的数值计算里德伯敷料在现实的实验条件下。
2017-09-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Reduction of the dc electric field sensitivity of circular Rydberg states using non-resonant dressing fields
非共振修整场可以使两个圆形里德伯态之间的跃迁频率对直流电场的二阶变化不敏感。微扰理论可用于确定所需的修整场振幅和频率。相同的微扰方法可用于理解关于偏置直流电场的跃迁频率对电场的一阶依赖性的去除[Hyafil等人，Phys.Rev.Lett.，v. 93，103001（2004）]。修整场和直流场的方向对准对于确定修整跃迁频率的电场灵敏度至关重要。这种灵敏度是显着更大的环形里德堡态相比，低角动量的里德堡态的Rb。
2015-09-21 physics.atom-ph
Excitation transport through Rydberg dressing
我们展示了如何在不同超精细基态的碱金属原子之间产生长程相互作用，从而实现相干电子量子态迁移。该方案使用原子里德伯态的非共振敷料，利用偶极-偶极激发转移，这是可能的。里德伯州的实际人口一直很小。与直接使用里德伯能级相比，敷料具有很大的优势：它降低了电离概率，并为寿命和相互作用强度提供了额外的调谐参数。我们提出了一个有效的哈密顿量的基态流形，并表明它正确地描述了完整的多态动力学多达5个原子。
2011-08-22 physics.atom-ph
Dressing of Ultracold Atoms by their Rydberg States in a Ioffe-Pritchard Trap
我们探讨了如何利用里德伯原子的特殊性质来影响超冷基态原子的运动。具体来说，我们使用非共振双光子激光修整来映射基态原子上里德伯态的特征。它表明，所考虑的Ioffe-Pritchard场的空间变化的量子化轴和激光跃迁的固定偏振之间的相互作用提供了实质上操纵的基态陷阱电位的可能性。
2010-08-11 physics.atom-ph
Fast multicomponent cat-state generation under resonant or strong-dressing Rydberg-Kerr interaction
本文研究强 Rydberg 缀饰与共振驱动下的猫态快速生成，提出多分量猫态制备方法，显著提升相互作用损耗比并突破绝热条件限制。
2024-09-26 physics.atom-ph quant-ph
Manipulating synthetic gauge fluxes via multicolor dressing of Rydberg-atom arrays
高激发态里德堡原子阵列可以作为强大的量子模拟平台。在这里，我们介绍了一种方法，使其能够实现完全可控的有效自旋相互作用在这样的系统。我们表明，光学里德伯敷料与激光场开辟了不同的相互作用通道，使完整的网站选择性控制的诱导相互作用和有利的缩放相对于退相干。我们应用这种方法来产生合成规范场的里德堡激发的有效磁通量可以操纵在单格元水平，通过简单地改变相位的本地修整场。该系统可以映射到一个高度各向异性的海森堡模型，由此产生的自旋相互作用打开了大门，探索与非局域密度相互作用的拓扑现象。一个显着的相互作用的后果是出现的拓扑保护的远程doublons，表现出强相关的运动在一个手性和强大的方式。
2022-10-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Phonon dressing of a facilitated one-dimensional Rydberg lattice gas
我们研究了一维里德堡格子气在易化（反封锁）条件下的动力学，该条件实现了所谓的动力学约束自旋系统。在这里，一个原子只有在它的一个邻居已经被激发时才能被激发到里德伯态。一旦两个或多个原子同时被激发，机械力就会出现，它将这个多体系统的内部电子动力学耦合到晶格中的外部振动自由度。这种电子-声子耦合导致所谓的多体态的声子修饰，这反过来又影响了促进动力学。在我们的理论研究中，我们专注于一个方案，其中所有的能量尺度是充分分离的，这样的微扰处理的电子和振动态之间的耦合是可能的。这使得分析得出一个有效的哈密顿连续集群的里德伯激发的存在下，声子敷料的演变。我们分析这个哈密顿量的频谱和显示-通过采用法诺共振理论-里德伯激发和晶格振动之间的相互作用导致出现缓慢衰减的束缚态，抑制某些初始状态的快速松弛。
2022-07-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Rydberg atoms with a reduced sensitivity to dc and low-frequency electric fields
使用38.465 GHz的非共振微波修整场来消除在约1 V/cm的直流场中$^{87}$ Rb的$49s_{1/2}$和$48s_{1/2}$里德堡态之间的静电偶极矩差。降低的敏感性电场波动测量使用双光子微波光谱。一个反常的光谱双峰归因于在修整场的偏振椭圆。所展示的抑制静态偶极矩差异的能力-同时保持对高频场的灵敏度-适用于使用里德伯原子的传感器和/或量子器件。
2013-01-17 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg-dressing of atoms in optical lattices
我们研究了光晶格中的原子，其电子基态与具有强二元相互作用的高激发态发生非共振耦合。我们提出了一个依赖于时间的治疗所产生的量子动力学，这-相反，最近的预测[物理学评论快报。110，213005（2013）] --证明了弱混合里德堡态之间的强排斥不会导致原子陷阱损失。这一发现为在光晶格实验中产生和操纵相干长程相互作用提供了重要依据。
2014-01-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Resonant Rydberg Dressing of Alkaline-Earth Atoms via Electromagnetically Induced Transparency
我们发展了一种通过光学里德伯态激发产生有限程原子相互作用的方法，并从理论和实验上研究了激发动力学。与以前的工作相比，所提出的方案是基于共振光驱动和电磁感应透明（EIT）的条件下建立一个黑暗的状态。分析原子气体的驱动耗散动力学，我们表明，相干光耦合，辐射衰减和强里德伯-里德伯原子相互作用之间的相互作用导致出现相当大的有效相互作用，同时提供显着长的相干时间。后者是在锶原子的冷气体中进行实验研究的，所提出的方案是最有效的。我们测量的原子损失与基于驱动原子之间的二元有效相互作用的理论预测一致。
2016-06-09 physics.atom-ph
Extended Bose-Hubbard models with Rydberg macrodimer dressing
扩展的哈伯德模型已被证明具有新颖的量子态，但它们的实验实现仍然具有挑战性。在这项工作中，我们建议使用玻色量子气体穿着分子束缚态的里德伯相互作用势的观察这些量子态。本文研究了铷和钾在不同分子势下，分子Rabi耦合与基态原子的主量子数和俘获频率的关系，以及由此得到的修饰相互作用强度。此外，我们提出了一个双色激发方案，显着增加了修饰的相互作用和取消AC斯塔克位移限制原子运动的巡回制度。我们研究了相应的扩展玻色-哈伯德模型的各个平衡相的集群Gutzwiller方法的装置，并通过Lindblad主方程进行时间演化模拟。我们发现一个超固相缓慢斜坡的分子拉比耦合的最初准备的超流体和讨论的耗散的作用。
2022-03-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Vibrational dressing in Kinetically Constrained Rydberg Spin Systems
具有动力学约束的量子自旋系统已成为探索多体系统集体动力学行为的典范。在这里，我们讨论了一个便利的自旋系统，它的灵感来自最近的进展，在实现里德伯量子模拟器。该平台允许控制和调查促进动力学和自旋自由度与晶格振动的耦合之间的相互作用。发展一个极小模型，我们表明，这将导致形成极化准粒子激发，形成的多体自旋态打扮的声子。我们详细地研究了这些准粒子的性质，如它们的色散关系、有效质量和准粒子重量。里德伯晶格量子模拟器特别适合于研究这种声子装扮的动力学约束动力学，因为它们夸张的长度尺度允许对自旋和声子自由度进行现场分辨监测。
2020-07-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Rydberg state engineering of trapped ions
Department of Physics, Stockholm University（斯德哥尔摩大学物理系）
本文首次演示了囚禁离子不同里德伯态之间的相干布居转移，通过微波缀饰实现可调极化率和相互作用强度的本征态，并展示了零极化态与最大缀饰态之间的绝热转移。
2026-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Switchable dynamic Rydberg-dressed excitation via a cascaded double electromagnetically induced transparency
随着测量技术的发展，多能级系统中原子向高激发里德堡态的动态修整具有特殊的吸引力。在这项研究中，我们开发了一个实验上可行的建议，通过三步级联激发双电磁感应透明（EIT）技术来鲁棒地控制敷料概率。该系统可以用作光学开关，其中用作控制旋钮的第三寻址激光器可以可切换地设计随时间的修整概率。与传统的双光子EIT方案不同，该方案有利于由两个耦合场之间的相对强度决定的最大修整概率，完全放宽了强激光的绝对值。研究了由几个原子相互作用引起的集体特征，从而提高了修整概率并缩短了响应时间。我们的工作为在弱驱动量子系统中实现里德伯激发的相干动力学控制和实现相当大的里德伯-里德伯相互作用提供了机会。
2019-05-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Creating squeezed and non-classical collective motional many-body states through stroboscopic Rydberg dressing
Institut für Theoretische Physik and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所与集成量子科学技术中心）；Institute for Applied Physics, University of Bonn（波恩大学应用物理研究所）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究院量子计算中心）；Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学物理研究所与集成量子科学技术中心）；School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, The University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）
提出一种利用频闪激发里德堡态耦合原子运动的方法，集体压缩原子间位移模式，减少距离波动至运动真空态以下，并产生具有维格纳负性的非经典态，有望提高量子门保真度和用于量子增强计量。
2026-06-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing the interaction between Rydberg-dressed atoms through interference
研究了光晶格中原子玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为，其中原子的电子基态与高激发里德堡态通过远离共振的激光弱耦合。这种敷料诱导基态原子之间的可切换的有效软核相互作用，在晶格中，引起现场以及远程相互作用项。在接通修整激光器时，玻色-爱因斯坦凝聚体经历非平凡的坍缩和恢复动力学，这可以在原子从光晶格释放后产生的干涉图案中观察到。这种干涉信号强烈依赖于修整激光脉冲的强度和持续时间，可以用来探测和表征里德伯修整原子之间的有效相互作用。
2012-04-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Non-adiabatic motional effects and dissipative blockade for Rydberg atoms excited from optical lattices or microtraps
超冷气体中里德伯原子的激光激发通常是假设原子运动在激发期间是冻结的。我们表明，这种冻结气体近似可以打破原子，是在光晶格或微陷阱。特别是，我们表明，激发动力学是在一般强烈的机械力之间的里德伯原子，以及原子波包的传播的限制潜力。这导致激发动力学中的退相干-导致耗散阻断效应-使得里德伯激发即使在反阻断机制中也是无效的。对于强烈的非共振激光激发-通常在里德伯敷料的背景下考虑-这些运动效应妥协的适用性玻恩-奥本海默近似。特别是，我们的研究结果表明，它们也可以导致脱相干的敷料制度。
2013-05-02 physics.atom-ph
A Mølmer-Sørensen Gate with Rydberg-Dressed Atoms
中性原子是量子多体系统的基石。良好控制和高保真纠缠门是实现量子计算、量子模拟和测量的复杂中性原子体系结构的重要组成部分，其精度优于标准量子极限。在这封信中，我们报告的实现一个莫默-索伦森幺正两个中性原子之间，基于绝热单光子敷料到里德伯能级。我们表明，这种技术是非常强大的噪声源和实验缺陷，限制了其他方法的保真度中性原子门。
2021-11-29 physics.atom-ph quant-ph
Two-body interactions and decay of three-level Rydberg-dressed atoms
利用量子主方程方法，从理论上分析了原子在多个激光场作用下形成强相互作用里德堡态的相互作用和衰减速率。在此框架下，两个层次和三个层次的里德伯敷料方案的比较。我们确定了一个共振增强的三能级的相互作用强度，这源于合作的多光子耦合，以及小的距离依赖的衰减率。在这种情况下，势的软核形状与裸里德伯-里德伯相互作用的符号无关，而其符号可以是排斥的或吸引的，这取决于中间态的失谐。因此，在三能级原子系统中的近共振里德伯敷料可以实现具有长程和各向异性相互作用以及可控耗散的激光驱动量子流体。
2015-10-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Multipolar Fermi-surface deformation in a Rydberg-dressed Fermi gas with long-range anisotropic interactions
从理论上研究了$^6$ Li原子修饰的三维气体费米面的形变。激光修整到高里德堡$D$态会产生角度依赖的软核形相互作用，其各向异性由多个球谐函数描述。我们表明，这可以大大修改FS的形状，其变形取决于费米动量$k_F$和对应于修整诱导势的特征软核半径的倒数动量$\bar{k}$之间的相互作用。当$k_F< \bar{k}$时，修饰相互作用将球形FS拉伸成椭球。当$k_F\gtrsim \bar{k}$时，会遇到表现出多极特性的复杂变形。我们分析了变形FS周围库珀对的形成，并表明它们相干地占据大轨道角动量态（$p$，$f$和$h$波）。我们的研究表明，里德伯修整到高角动量态可能会为非常规费米气体和多波超导的研究铺平道路。
2021-12-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
ac electric-field-induced resonant energy transfer between cold Rydberg atoms
在1.356 GHz的振荡电场中，促进了低温$^{85}$ Rb里德伯原子之间的共振能量转移过程：$43d_{5/2}+43d_{5/2} \to 45p_{3/2}+41f$.由于这个修整场的交流斯塔克位移在这个过程的初始和最终两个原子状态之间产生简并。扫描交流场强以收集类似于直流电场诱导的共振能量转移谱的谱。不同的共振观察到不同的磁子级参与的过程。与早期在较高频率下进行的工作相比，通过与直流场的情况进行类比，可以直观地理解修整频率和谱结构的选择。
2009-09-11 physics.atom-ph
Interfacing Rydberg atoms with a chip-based superconducting microwave resonator using an ac-Stark-shifted single-photon transition
University College London（伦敦大学学院）
通过交流斯塔克位移将里德伯原子单光子跃迁调谐至芯片超导谐振器模式，实现共振耦合，估算单光子拉比频率约2π×100 Hz，为单光子强耦合奠定基础。
2026-09-10 physics.atom-ph quant-ph
Enhancement of Rydberg atom interactions using ac Stark shifts
利用交流斯塔克效应在低温里德伯原子之间诱导共振能量转移。Rb里德伯原子是用激光激发磁光阱中的冷原子获得的。使用49 s_{1/2} -50 s_{1/2}跃迁的双光子微波光谱学，校准28.5 GHz修整场的场强。当此修整场被设置在特定的场强时，由于初始和最终状态的诱导简并，两原子偶极-偶极过程43 d_{5/2} + 43 d_{5/2} -> 45 p_{3/2} +41 f显著增强。一系列观察到的共振场强度对应于不同的磁子级的可能性的初始和最终状态。这些同意以及计算的共振场的基础上微扰交流斯塔克位移公式。这种增强相互作用的方法是对直流电场诱导的共振能量转移的补充，但由于可以改变施加的频率而具有更大的灵活性。
2006-12-23 physics.atom-ph
High-angular-momentum Rydberg states in a room-temperature vapor cell for DC electric-field sensing
该研究在室温铷蒸气池中通过三光子EIT与RF缀饰制备高角动量里德伯态，并实现低至50 V/m量级的直流电场传感。
2023-10-16 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Simultaneous nondestructive measurement of many polar molecules using Rydberg atoms
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Harvard University（哈佛大学）；Joint Quantum Institute and Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子力学研究所与量子信息与计算机科学联合中心，美国国家标准与技术研究院/马里兰大学）
利用Rydberg原子非破坏性测量极性分子内部状态，通过微波调制实现同时测量，适用于双碱分子平台。
2026-01-13 physics.atom-ph quant-ph
Phonon-mediated spin-spin interactions between trapped Rydberg atoms
我们从理论上研究了在光镊中捕获的中性原子之间产生声子介导的自旋-自旋相互作用的可能性。通过激光将原子耦合到里德伯态，出现了集体运动模式。我们表明，这些可以用来调解有效的自旋-自旋相互作用或量子逻辑门的原子之间的类似方案中所采用的被困离子。特别是，我们采用里德伯敷料在一个新的计划，以诱导所需的相互作用，我们表明，它是可以复制的Mølmer-Sørensen纠缠方案的工作。莫默-索伦森门广泛用于使用捕获离子量子比特的新兴量子计算机中，目前具有任何正在考虑的量子门中最高的量子数。我们发现，即使在非零温度下，两原子态的相干时间演化的任意高保真度。
2020-08-31 physics.atom-ph quant-ph
Giant third-order polarization rotation via wave-mixing-induced symmetry breaking in a Rydberg-EIT medium
School of Physics, East China Normal University（华东师范大学物理系）；School of Physical Science and Technology, Soochow University（苏州大学物理科学与技术学院）；Division of Precision Measurement Physics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院精密测量物理研究室）
通过引入远失谐反向传播波混频场打破激发对称性，克服非线性磁光旋转中的传播阻塞，利用非局域里德伯克尔效应将三阶非线性旋转角增强超过24倍，为超灵敏原子磁力测量和全光量子信息处理提供高效机制。
2026-07-21 physics.atom-ph quant-ph
Coherent All-Optical Radio Frequency Phase Sensing Using Multiphoton Dressing and Interference
Quantum Valley Ideas Laboratories（量子谷创意实验室）；Physikalisches Institut, Universität Stuttgart（斯图加特大学第五物理研究所）；WaveRyde Instruments（WaveRyde仪器公司）
本文提出了一种利用多光子Dressing和干涉实现相干全光学射频相位传感的方法，通过实验验证了该方案，并展示了从射频信号中提取同相和正交信号的能力。
2026-05-19 physics.atom-ph
Rydberg microwave frequency comb spectrometer
发展频率梳谱技术在宇宙学、气象学和微波测量等领域具有潜在的应用前景。在这里，我们展示了里德伯微波频率梳谱仪通过多微波场修整，提供精确的微波测量。Rydberg微波频率梳谱提供了125 MHz范围内的实时和绝对频率测量，并给出了单频微波信号的相对相位。报道的实验有助于使用里德伯原子在宽范围内实时感测未知的微波信号，这对基于里德伯原子的微波计量至关重要。
2022-06-14 physics.atom-ph
Microwave control of Rydberg atom interactions
研究了电子态被多个微波场修饰的里德伯原子之间的相互作用。数值计算用于微波诱导的相互作用的精确描述，并采用基准微扰处理，产生简单的见解所涉及的机制。基于这一理论，我们证明了微波敷料提供了一个强大的方法来控制偶极以及范德华相互作用，甚至允许完全关闭它们。此外，该方案还开辟了工程主导三体相互作用的可能性。
2014-12-16 physics.atom-ph
Structural Phase Transitions of Optical Patterns in Atomic Gases with Microwave Controlled Rydberg Interactions
非线性系统中的自发对称性破缺和自组织结构的形成是自然界中非常重要的现象。推进这种研究，以新的非线性光学制度是非常感兴趣的基础物理和实际应用。本文提出了一种利用电磁感应透明在冷里德伯原子气体中实现光学斑图形成的方案。我们发现，通过耦合两个里德堡态与微波场（微波敷料），非局域克尔非线性的里德堡气体可以显着增强，并可能被积极调整。基于这种非局域Kerr非线性，我们证明了探测光场的平面波态可以发生调制不稳定性（MI），从而发生自发对称性破缺，导致各种自组织光学图样的出现.特别地，我们发现，一个六边形的晶格图案（这是唯一的光学图案时，微波敷料是不存在的）可以发展成几种类型的正方形晶格的应用时，微波敷料;此外，作为MI的结果，非局域光孤子的形成也是可能的系统。与以往研究不同的是，通过调节有效探测场强度、克尔非线性的非局域度以及微波场的强度，可以灵活地控制所得到的光学模式和非局域光孤子.我们的工作为激光自组织和结构相变的多功能控制开辟了一条途径，这在光信息处理和传输方面可能有潜在的应用。
2020-07-24 nlin.AO nlin.PS physics.atom-ph
Driven-dissipative dynamics of a strongly interacting Rydberg gas
本文研究了激光作用下基态碱金属原子与里德堡态弱混合冷气体的非平衡多体动力学。在短于修饰态寿命的时间尺度上，原子之间有效的偶极-偶极或范德华相互作用可以导致强关联相的形成，例如原子晶体。使用半经典的方法，我们研究了长时间的动力学，由于自发发射和黑体辐射的消相干和耗散过程占主导地位，导致加热和熔化的原子晶体以及粒子的损失。这些影响可以通过在存在原子修整的情况下执行主动激光冷却来显著减轻。
2012-07-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spatially tunable spin interactions in neutral atom arrays
针对光镊里德堡原子模拟量子模拟器通用性受限的问题，该研究通过双色近共振耦合里德堡对态实现了XYZ模型的空间可调相互作用，为哈密顿量设计提供了新途径。
2022-11-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Doppler-enhanced superheterodyne Rydberg microwave receiver
Shanxi University（山西大学）；Northeast Normal University（东北师范大学）；Yanbian University（延边大学）
利用蒸气池中的多普勒效应，通过共传播的探测和耦合激光增强里德堡微波接收器的灵敏度，实现了1.5倍的灵敏度提升和17.6倍的本地振荡场降低。
2026-06-24 physics.atom-ph quant-ph
Observation of Interactions between Trapped Ions and Ultracold Rydberg Atoms
报道了在Paul阱中观察到的超冷里德伯原子与离子的相互作用。观察到的非弹性碰撞，表现为里德伯原子和离子之间的电荷转移，其速率超过基态原子的朗之万碰撞约三个数量级。这表明相互作用强度的巨大增加。研究了空位Paul阱的电场对里德堡激发谱的影响。为了定量描述离子损失谱的形状，我们需要包括离子诱导的里德伯原子的斯塔克位移。此外，我们证明了里德堡激发的偶极禁戒跃迁的电场的援助下，一个单一的被困离子。我们的结果证实了超冷原子与囚禁离子之间的相互作用可以通过激光耦合到里德伯态来控制。添加动态里德伯敷料可以允许在原子和离子之间产生自旋-自旋相互作用，并且消除由于原子-离子混合物中的离子微动引起的碰撞加热。
2019-07-02 physics.atom-ph
Radio-over-fiber using an optical antenna based on Rydberg states of atoms
我们提供了一个实验演示的直接光纤链路的RF传输（“无线电光纤”），使用一个敏感的光学天线的基础上的铷蒸汽细胞。该方案依赖于测量在电磁诱导的透明共振，涉及高度激发里德堡态的激光传输。通过使用微波场作为本机振荡器来修饰里德堡态对，我们在光频域中对RF信号进行编码。携带信息的光通过几乎无损的光纤连接到光电探测器，在光电探测器中检索信号。我们证明了信号带宽超过1 MHz的可用耦合激光功率和光密度的限制。我们的灵敏、非金属且易于扩展的微波光学天线允许光纤链路中极低水平的光功率（$\sim 1\, μ$ W）吞吐量。它为新兴的无线网络基础设施提供了一个有前途的未来平台。
2018-05-27 physics.atom-ph
Realization of an extremely anisotropic Heisenberg magnet in Rydberg atom arrays
本文利用 Rydberg dressing 在原子阵列中构建极端各向异性 Heisenberg 磁体，实现 magnon 相干输运与不同 magnon 束缚态，并揭示超强相互作用导致的冻结和关联传播动力学。
2023-07-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Many-body chiral edge currents and sliding phases of atomic spinwaves in momentum-space lattice
长寿命原子超精细态的集体激发（自旋波）可以综合到动量空间的玻色-哈伯德模型中。我们研究了由两个耦合超精细态构成的两支腿动量空间晶格的多体基态和动力学。这种设置的基本成分是一个交错的人工磁场工程的激光耦合的自旋波状态，和状态依赖的长程相互作用，这是诱导激光敷料超精细状态的里德伯态。里德伯修饰的两体相互作用在动量空间中产生了一个依赖于态的阻塞，并且在多体基态中存在磁通量时，可以放大交错磁通量诱导的反手征边缘电流.当里德伯敷料是适用于超精细状态，奇异的滑动绝缘和超流/超固相出现。由于里德伯修饰的长程相互作用，自旋波沿着动量空间晶格的一条腿滑动而不消耗能量。我们的研究为利用动量空间晶格中原子超精细态自旋波相互作用进行拓扑相和奇异动力学的量子模拟奠定了基础。
2020-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Observation of electron spin interactions between Rydberg atoms
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Institute for Advanced Study, Tsinghua University（清华大学高等研究院）；Beijing Key Laboratory of Cold Atom Quantum Computation, Tsinghua University（清华大学冷原子量子计算北京市重点实验室）
本研究观测到里德伯原子间由自旋轨道耦合驱动的电子自旋相互作用，实现了对其的调控与验证，拓展了里德伯原子阵列量子模拟的研究范围。
2026-08-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Compensation of the trap-induced quadrupole interaction in trapped Rydberg ions
分析了里德伯离子的里德伯电子态与离子阱的射频电场之间的四极相互作用。这种耦合对于被俘获离子的最低能级是可以忽略的，但是对于被俘获的里德伯离子由于其大的电偶极矩而是重要的。这种耦合不能被标准驻波近似忽略，因为它与俘获电场的频率相当。我们调查的四极耦合的效果进行适当的有效表示的哈密顿量。对于一个单一的离子，我们表明，在这个有效的图片的四极相互作用被取代的重新缩放的激光强度和额外的斯塔克移动的里德伯能级。因此，这种有害的四极耦合可以通过适当增加拉比频率来有效地补偿。此外，我们考虑了在四极耦合存在下里德伯离子对之间的强偶极-偶极相互作用。在有效表象中，我们观察到偶极-偶极耦合的减少以及额外的自旋-自旋相互作用。
2019-02-04 physics.atom-ph quant-ph
Precision measurements of quantum defects in the $n$P$_{3/2}$ Rydberg States of ${}^{85}$Rb
里德伯态被用于我们的单原子脉塞实验中，因为它们提供了一个大的偶极矩，并在高Q腔中与低数量的微波光子强耦合。在这里，我们报告的P $_{3/2}$态的绝对频率的主量子数$n=36$到$n=63$。这些测量用三步激光激发方案进行。一个波长计校准频率梳提供准确的绝对频率测量在整个范围内，减少测量不确定性为1MHz。我们将光谱结果与已知频率测量结果进行比较，作为测量精度的测试。
2009-05-05 physics.atom-ph quant-ph
Simulating one-dimensional systems with stationary Rydberg dark polaritons
里德伯原子的电磁感应透明（EIT）使得原子之间的强相互作用能够通过光脉冲来控制和测量。因此，里德伯暗极化激元是一个很有前途的量子模拟平台。特别感兴趣的是一维系统的模拟，已知表现出独特的性能相比，他们的高维同行。标准EIT的一个限制是，降低极化激元群速度以使暗极化激元静止也意味着激活强里德伯相互作用。为了实现极化激元速度和相互作用强度的独立控制，我们提出了一个稳定的光方案，使里德堡极化激元静止。这使得它们主要保持光子，因此，非相互作用，里德伯相互作用被打开之前。一旦激活，在稀释制度和强横向限制的存在下，里德伯原子的强极化率引起极化激元之间的有效接触相互作用。通过调整定态光方案的各种参数，可以调整有效的一维散射长度以产生各种物理，包括当极化激元表现出费米子行为时的Tonks-Girardeau气体的状态。我们概述了一个协议来观察相邻极化激元之间的空间相关性。
2018-03-20 physics.atom-ph quant-ph
Magnetic-field-induced splitting of Rydberg Electromagnetically Induced Transparency (EIT) and Autler-Townes (AT) spectra in $^{87}$Rb vapor cell
本研究理论结合实验，探究磁场与微波场下$^{87}$Rb里德伯EIT-AT光谱分裂，提出解析公式，并利用最大$m_F$态分裂间隔将弱电场可溯源测量极限提升一个数量级。
2023-06-23 physics.atom-ph
Quench dynamics of Rydberg-dressed bosons on two-dimensional square lattices
我们研究了二维正方晶格上玻色原子的动力学，其中原子之间的相互作用是长程的，具有盒子或软核的形状。后者可以通过激光将基态原子修整到电子激发的里德伯态来实现。当相互作用范围等于或大于晶格常数时，系统服从扩展的玻色-哈伯德模型。我们提出了一个淬火过程，通过改变原子跳跃线性跨越莫特绝缘体-超固体和超固体-超流相的相边界。从Mott绝缘态出发，超流序参量的动力学演化在早期阶段表现出普遍的行为，在很大程度上与相互作用无关。动力学演化显着改变强，长程相互作用在以后的时间。特别地，我们证明了密度波激发是重要的，当淬火率是小的。此外，我们表明，淬火动力学可以通过飞行时间图像，即，测量动量分布和噪声相关性。
2020-01-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Single-qubit detection by collective phase imprinting
Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Fakultät für Physik, Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学物理学院）
本文提出一种基于里德伯修饰系综的平台，通过量子比特控制的集体相移实现单量子比特非破坏性探测，态赋值保真度达99.81%，为量子信息转移与接口技术提供了新方案。
2026-08-10 physics.atom-ph quant-ph
Trapping and coherent manipulation of a Rydberg atom on a microfabricated device: a proposal
我们提出应用原子芯片技术来捕获单个原子的圆形里德堡态。微加工结构的小尺寸将允许具有足够高的微波截止频率以抑制里德伯原子的自发发射的阱几何形状，从而为在很长时间内完全控制外部和内部自由度铺平道路。捕获是通过使用精心设计的电场来实现的，该电场由简单的电极图案产生。我们表明，它是可能的，激发，然后陷阱，一个和只有一个里德伯原子从一个基态原子云限制在一个磁性原子芯片，本身集成了里德伯陷阱。同时捕获原子的不同内部状态，为我们提供了一个非常有吸引力的原子-表面和原子-原子相互作用的研究两个级别的系统。我们描述了一种方法，减少了三个数量级的失相由于斯塔克位移，诱导的陷阱场，内部跃迁频率。这允许与自旋回波技术相结合，在第二范围内随时间保持内部相干性。这种方法通过受控的光位移来操作，使得两个内部状态的斯塔克位移几乎相同。我们彻底识别并说明不完美的来源，以便在每一步验证我们的建议的现实性。
2005-06-14 physics.atom-ph quant-ph
Deep learning enhanced Rydberg multifrequency microwave recognition
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
多频微波电场的识别在实际应用中具有很大的挑战性，因为多频场的干扰非常复杂。基于里德伯原子的多频中波电场测量在中波雷达和中波通信中具有广阔的应用前景.然而，里德伯原子不仅对MW信号敏感，而且对来自原子碰撞和环境的噪声敏感，这意味着光原子相互作用的Lindblad主方程的解由于包含噪声和高阶项而变得复杂。在这里，我们通过将里德伯原子与深度学习模型相结合来解决这些问题，证明了该模型利用了里德伯原子的灵敏度，同时还减少了噪声的影响，而无需求解主方程。作为原理验证演示，深度学习增强型Rydberg接收器允许对频分复用（FDM）信号进行直接解码。这种类型的传感技术预计将有利于基于里德伯的MW场传感和通信。
2022-02-28 cs.LG physics.atom-ph quant-ph
A self-locking Rydberg atom electric field sensor
实现量子传感设备（如里德伯原子电场传感器）的实际应用的关键一步是在不显著降低性能的情况下降低其尺寸、重量、功率和成本（SWaP-C）要求。激光频率稳定是许多量子传感装置的关键部分，并且当用于激发非基态原子跃迁时，目前限于需要大SWaP-C光学腔和电子器件或仅使用显著的光功率用于频率稳定的技术。在这里，我们描述了一种激光稳频技术，用于激发非基态原子跃迁，解决了这些挑战，只需要少量的额外的电子。我们描述了这种频率稳定技术的操作，功能和局限性，并定量表征测量其性能。我们的实验表明，Rydberg电场传感器使用这种技术能够收集数据，同时牺牲只有0.1%的可用带宽的频率稳定的噪声高达900 Hz。
2022-12-08 physics.atom-ph
