Quantum-classical correspondence in spin-boson equilibrium states at arbitrary coupling
纳米尺度系统的平衡性质由于与环境的耦合而可能显著偏离标准热力学。对于广义的$θ$ -角自旋玻色子模型，我们首先推导出一个紧凑的和一般形式的经典平衡态，包括环境修正的所有订单。其次，对于量子自旋玻色子模型，我们证明，通过仔细考虑一个大的自旋限制，玻尔的量子经典对应持续在所有耦合强度。这种对应关系给出了一个耦合的量子自旋的条件是很好的近似耦合的经典自旋矢量。第三，我们证明了先前确定的环境诱导的“相干”的平衡态的弱耦合量子自旋，不消失在经典的情况下。最后，我们提供了第一个分类的自旋玻色子模型的耦合参数制度，从弱到超强，无论是量子的情况下，经典的设置。我们的结果揭示了自旋玻色子模型的平衡态中量子和平均力修正的相互作用，并将有助于在一系列领域，如磁性和激子动力学中将量子引入经典边界。
2022-12-13 quant-ph
Competition between two-photon driving, dissipation and interactions in bosonic lattice models: an exact solution
本文给出了一类量子驱动耗散玻色子模型在任意维下的定态精确解，其中一组模受任意双光子驱动、单光子损失和全局Hubbard（或Kerr）类相互作用的影响.我们的解揭示了大量惊人的现象，包括耗散相变的出现，非平凡模式竞争物理和对称性破缺，以及多体$SU(1,1)$对相干态的稳定。我们的精确解使空间相关性的描述，是完全有效的制度，传统的平均场和半经典的方法打破。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pulse and continuously driven many-body quantum dynamics of bosonic impurities in a Bose-Einstein condensate
我们解开周期性驱动动力学的两个排斥相互作用的玻色子杂质在玻色子浴后，考虑无论是一个有限的脉冲或连续振动的杂质谐波陷阱的影响。脉冲驱动的初始混溶组分，我们揭示了各种动态响应制度，这取决于驱动频率。在共振驱动下，杂质与它们的主体解耦，而如果暴露于高频驱动，它们仍然被捕获在玻色子气体中。对于连续振动，我们展示了在共振驱动的制度，杂质来回振荡内和外的玻色子介质。在所有情况下，玻色子浴被扰动，执行集体偶极运动。提到一个不混溶的初始状态，我们揭示了，对于中等的驱动频率的杂质功能的色散行为，而对于高频率驱动，他们振荡周围的边缘的Crachas-Fermi背景。能量转移过程中遇到的杂质，特别是对于大的驱动频率。此外，在杂质主要成对移动的演化过程中，相干性损失会发展。
2019-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Equilibrium Coherence in the Multi-level Spin-boson Model
量子系统与其环境之间的相互作用即使在平衡状态下也能诱导稳态相干性--约化系统密度矩阵中的非对角元素。这项工作调查的“量子”的这种现象，通过检查的能力，经典和半经典模型来描述平衡平稳相干的多级自旋玻色子（MLSB）模型，一个常见的模型捕光系统。一个合理的经典谐振子模型被发现未能捕获平衡相干。这种失败是由于有效的弱点，经典的系统浴相互作用，由于没有一个离散的系统能谱，因此，在振荡器坐标的量子化位移。对于具有生物光捕获典型参数的二聚体模型，半经典相干性也消失，即，其中两个系统位点以相同的重组能耦合到浴。相比之下，平衡相干性在同一系统的完全量子描述中持续存在，这表明平衡稳态相干性的独特量子力学起源，例如，光合系统最后，作为一种计算工具，微扰膨胀的介绍，在三阶$\hbar$，给出定性正确的行为在环境温度下的所有配置检查。
2019-11-18 quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics of quantum processes assisted by transitionless quantum driving: the role of initial state preparation
绝热演化被认为是大多数热力学循环的理想情况，因为它允许实现最大效率。然而，鉴于执行变换所需的无限时间量，不产生功率输出。这种问题可以通过绝热捷径（STA）协议来克服，该协议允许动态模拟其绝热对应物，但在有限时间内。无跃迁量子驱动（TQD）是STA的一种形式。我们发展并研究了TQD对变化磁场作用下的单量子比特系统和具有含时相互作用强度的一般双量子比特海森堡模型的影响。我们建立了一个定量的工作之间的关系产生的动力学和熵产生的演变，专注于工作介质的初始状态所发挥的作用。我们确定了TQD协议下的极端化性能的状态。最后讨论了STA的热力学意义。
2020-02-14 quant-ph
Steady-state work extraction from two coupled qubits embedded within equilibrium and non-equilibrium reservoirs
本文研究两个分别耦合局域玻色子或费米子储库的耦合量子比特的稳态ergotropy，分析平衡与非平衡条件下温度、化学势、温差、化学势差及耦合不对称性对最大功提取的影响。
2024-06-13 quant-ph
Equilibrium Correlation Functions of the Spin-Boson Model with Sub-Ohmic Bath
利用哈密顿量的流方程研究了自旋玻色子模型。我们的截断方案包括所有的耦合项，这是线性的玻色子运营商。从正则生成元$η_c=[H_0,H]$开始，其中$H_0$类似于非相互作用玻色子浴，流动方程表现出哈密顿流的普适吸引子。这允许在包括有限偏压的均匀框架内计算超欧姆、欧姆和亚欧姆浴的平衡关联函数。
2002-09-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium coherence dynamics of a soft boson lattice
研究了一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在从绝缘态到超流态的突然猝灭过程中的非平衡演化.我们观察到缓慢阻尼的相位相干振荡在政权的大填充因子（~100玻色子每个网站）在一个频率成正比的广义约瑟夫森频率。截断维格纳近似（TWA）预测的频率观察到的振荡。
2005-04-28 cond-mat.other quant-ph
Dynamics of interacting bosons in a double well potential-harmonic versus chirp modulation
我们提出了一个外部驱动的影响相互作用玻色子的隧道动力学限制在一个双阱势。在周期性驱动电位的大值处，动力学变得混乱，驱动项的振幅或相位的调谐相对于导致混乱的路线之间存在明显差异。例如，我们发现，一个控制的驱动项的振幅增加与一个固定的相位导致准周期路径混沌。而具有固定（大）振幅的频率的调谐导致危机诱导的不稳定性路径到混沌动力学，其中系统间歇地访问相空间中的不同吸引子。令人惊讶的是，叠加在谐波信号上的啁啾频率抑制了混沌运动，从而产生了有序的动力学，非常类似于（阻尼）拉比振荡。
2018-04-02 nlin.CD quant-ph
Controlling stable tunneling in a non-Hermitian spin-orbit coupled bosonic junction
本文研究了在非厄米自旋轨道耦合玻色子双阱系统中，如何利用周期性驱动场来控制自旋隧穿的稳定性。通过高频近似，我们得到了该耗散自旋轨道耦合玻色子系统的解析Floquet解及其相应的准能量，从而构造了该系统的一般非Floquet解.在详细分析Floquet准能谱的基础上，对两阱间平衡和非平衡增益-损耗情况下系统参数和周期驱动场对自旋相关隧穿稳定性的影响进行了解析和数值研究.在平衡的增益和损耗下，我们发现稳定的自旋翻转隧穿随增益损耗强度的增加而优先被抑制。当塞曼场强度与周期驱动频率$Ω/ω$之比为偶数时，有可能存在\emph{continuous}稳定参数区域。当$Ω/ω$为奇数时，只找到了\emph{discrete}稳定的参数区域，在非平衡的增益和损耗下，无论$Ω/ω$为偶数还是奇数，我们都可以得到稳定自旋隧穿存在的参数平衡条件.研究结果对控制非厄米自旋轨道耦合系统中稳定自旋输运的实验具有一定的参考价值。
2020-07-30 quant-ph
Driven Spin-Boson Luttinger Liquids
我们引入一个晶格模型的相互作用的自旋和玻色子，导致Luttinger液体物理，并允许通过捕获离子或超导电路实验的玻色子化理论的定量测试。利用变分玻色化方法，计算了自旋和玻色关联函数的幂律衰减，并研究了它们对一个可调参数（玻色驱动）的依赖性。对于小驱动，矩阵乘积状态（MPS）的数值方法被证明是有效的，并验证了我们的分析。相反，即使是静态MPS对于大驱动机制也变得低效，使得实验可能优于经典数值，实现量子模拟的目标之一。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Protected cat states from kinetic driving of a boson gas
本文研究了一维玻色-哈伯德气体在环和硬壁盒中的行为，使气体的动能为零时均振荡，从而抑制了一阶粒子的跳跃。对于中等和大的驱动振幅的环中的系统有相似的理查森模型，但与一个特殊类型的配对和吸引力的相互作用在动量空间。这种类比允许理解相互作用玻色子问题的一些关键特征。基态是一个宏观量子叠加态，或猫态，两个多体状态集体占据相反的动量本征态。相互作用产生一个减少（或修改耗尽）云，这是共同的两个宏观不同的状态。对称性参数允许一个精确的识别的两个正交的宏观多体分支，结合起来，产生基态。在环中，系统对有效通量的变化很敏感，但以这样一种方式保持宏观叠加。我们讨论其他物理方面，有助于保护猫一样的性质的基态。
2019-06-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium quantum thermometry with bosonic samples
University of Gdańsk（格但斯克大学）；ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科技研究院）
研究强耦合非马尔可夫玻色子探针的非平衡量子测温，发现量子Fisher信息随时间非单调且存在最优测量时间，压缩态提供瞬态优势，强耦合下低温相对误差呈多项式发散。
2026-06-29 quant-ph
Non-Equilibrium Quantum Dynamics of Ultra-Cold Atomic Mixtures: the Multi-Layer Multi-Configuration Time-Dependent Hartree Method for Bosons
发展并应用了多层多组态含时Hartree方法，该方法是研究多粒子玻色子系统非平衡量子动力学的一种从头算方法.它的多层特征允许定制的波函数的Ancillary，以准确和有效地描述物种内和物种间的相关性。为了证明有益的缩放和效率的方法，我们探索相关的隧道动力学的两个物种的排斥内和物种间的相互作用，其中第三种物种消失的物种间的相互作用是弱耦合。前两个物种的种群不平衡可以具有时间平衡的特征，并且它们的时间演化显著地依赖于与第三物种的耦合。第一种和第二种玻色子表现出聚束趋势，其强度可以通过它们与第三种玻色子的耦合来影响。
2013-03-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mode coupling of interaction quenched ultracold few-boson ensembles in periodically driven lattices
研究了周期驱动一维光晶格中相互作用猝灭有限超冷玻色系综的非平衡动力学。结果表明，周期性驱动迫使玻色子在有限晶格的外部井表现出异相偶极模式，而在中央井的原子云经历一个本地呼吸模式。的动态行为进行了研究与不同的驱动频率，揭示了共振的行为的井内动力学。在周期性驱动的晶格中的相互作用淬火引起在外部井中的不同激发的混合物，在中心的增强呼吸和放大的隧穿动力学。然后，我们观察到在不同的淬灭振幅下的井间和井内动态之间的多个共振，其中共振的位置可经由驱动频率来调谐。我们的研究结果铺平了道路，以激发不同的井间和井内模式，并随后控制它们的组合驱动协议的使用，为未来的调查。
2016-11-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Geometry of system-bath coupling and gauge fields in bosonic ladders: manipulating currents and driving phase transitions
与环境接触的量子系统显示出从耗散项和哈密顿项之间的相互作用中出现的丰富的物理学。在这里，我们专注于系统和浴之间的耦合的几何形状的作用。在具体的，我们考虑了一个耗散边界驱动的阶梯存在的规范场，它可以实现与离子微阱阵列。我们表明，根据几何形状，由浴施加的电流可以强烈影响的规范场导致非平衡相变。在不同的阶段，电流的大小及其空间分布都有显着差异。这些发现允许新的策略来操纵和控制量子系统中的传输特性。
2016-09-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum resonant effect of the strongly-driven spin-boson model
本文从解析和数值两方面讨论了与时间无关的光子场驱动的自旋玻色子模型的丰富的量子动力学。有趣的是，我们预测了一个新的拉比振荡，其周期与驱动振幅成反比。更令人惊讶的是，一些非零的共振峰被发现的\emph{strong}驱动制度的一些特殊的值。此外，对于不同的谐振位置，峰值具有不同的值。因此，这种共振效应的一个重要应用就是实现实验中相关参数的精确测量。我们还说明了这种共振效应是由相干态在两个不同子空间中的演化引起的非平凡周期相位因子的干涉引起的。如果光子场的驱动幅度足够大，我们的预言原则上可以在具有超强耦合的固态腔量子电动力学中观察到。
2011-07-19 cond-mat.other quant-ph
Resonant quantum dynamics of few ultracold bosons in periodically driven finite lattices
研究了周期驱动一维光晶格中有限个超冷玻色系综的非平衡动力学。我们的研究表明，驱动力迫使不同阱中的玻色子同相振荡，并表现出偶极模式。从弱到强的驱动频率范围很广，并讨论了井内动态的共振行为。在共振附近，观察到丰富的带内激发光谱。在Floquet理论的框架下研究了单粒子激发机制，阐明了驱动频率的作用。原子间的排斥相互作用的影响进行了详细的检查产生强烈的影响隧穿周期和激发概率。最后，研究了谐振对光晶格可调参数变化的依赖性。我们的分析是基于从头算多组态含时Hartree方法的玻色子。
2015-08-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamical preparation of a topological state and out of equilibrium bulk boundary correspondence in a SSH chain under periodic driving
利用绕组数随时间变化的可能性，我们准备了SSH链在其{ \it频闪}拓扑状态，从平凡的，通过应用程序的周期性扰动。我们在这里采用的周期性驱动，被动态地打开，以打破粒子-空穴对称性，并在有效Floquet哈密顿量中产生手征质量项;因此Floquet哈密顿量也会变形，而不会越过无隙量子临界点。随后恢复的粒子空穴对称性的Floquet哈密尔顿的周期性关闭的一部分的潜力。此后，Floquet哈密顿量发展了一个对称保护的非平凡拓扑缠绕数。此外，我们还观察到频闪拓扑保护的本地化边缘状态在一个长的开链，并表明，散装边界对应生存的单一的非平衡的情况下，在一维BDI哈密顿。此外，考虑到更高的邻居跳跃的扩展SSH链，我们动态地准备从金属制度开始的频闪平衡拓扑绝缘体状态的系统。同时，我们建立了在非平衡态下具有频闪体-边界对应的扩展SSH链中高绕组相的动力学制备。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Ruling Out Bosonic Repulsive Dark Matter in Thermal Equilibrium
自相互作用暗物质（SIDM），特别是玻色子，被认为是替代冷暗物质（CDM）的有希望的候选者，因为它解决了与CDM相关的一些问题。在这里，我们排除了暗物质在热平衡中是排斥玻色子的可能性。我们发展了Goodman（2000）提出的模型，推导了有限温度下的状态方程。等温球晕模型表明玻色-爱因斯坦凝聚核周围的非简并的信封，与突然的密度下降标记的两个阶段之间的边界。将该特征与观测到的旋转曲线进行比较，约束了我们模型的DM粒子的相互作用强度，并且子弹状团测量约束了散射截面。这两者最终都可以被投射为对粒子质量的约束。我们发现，这两个约束不能同时满足任何现实的晕模型-因此，暗物质不能是一个排斥玻色子在热平衡。如果DM不处于热平衡，它可能是一个排斥玻色子，这仍然是一个开放的问题;这需要粒子的质量明显小于1毫伏。
2012-08-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Steady-state skin effect in bosonic topological edge states under parametric driving
Graduate School of Engineering, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学研究生院工程学院）
本研究通过在参数驱动下引入玻色子BdG非厄米特性，实现了量子凝聚态中的稳态皮肤效应，揭示了玻色子量子性质的四象限各向异性。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Stalled response near thermal equilibrium in periodically driven systems
本文研究孤立多体量子系统在中等强度周期性扰动下的响应，发现当系统接近热平衡时驱动效应被强烈抑制，呈现停滞响应现象，并通过数值、解析和定性论证予以证实。
2024-01-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Coupling Quantum Thermodynamics far away from Equilibrium: Non-Markovian Transient Quantum Heat and Work
本文研究了远离平衡态的混合量子系统的强耦合量子热力学。实验上实现了金刚石中NV心在外部驱动下的强耦合杂化系统。我们应用最近发展起来的量子热力学重整化理论研究了这个混杂系统中的瞬态量子热和功。我们发现，系统的耗散和涨落动力学诱导的瞬态量子热流，涉及显着的非马尔可夫效应。另一方面，能量重整化和外部驱动诱导量子功功率。驱动诱导的功功率也表现出非马尔可夫效应，这是由于腔的非马尔可夫动力学的反馈，由于它与自旋系综的强耦合。
2022-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Equilibrium Thermodynamics of Harmonically Trapped Bosons
本文应用非平衡量子热力学的框架，研究了一维简谐势阱中猝灭小尺度玻色量子气体的物理性质。我们表明，动力学正交性可以发生在这些少体系统的强相互作用淬火后，我们发现它的发生解析为一个无限排斥的原子对。我们进一步表明，这种现象是有关的基本激发，支配的动力学从谱函数。我们在系统上执行的（不可逆）工作量和纠缠的建立之间建立了明确的定性联系。我们扩展我们的分析，多体系统通过检查的情况下，三个被困原子。我们表明，初始（预淬火）的相互作用在确定的动力学特征中发挥着至关重要的作用，而两个粒子的情况下的定性特征似乎仍然有效。最后，我们建议使用的原子密度分布作为一个容易访问的指标的非平衡性质的系统的问题。
2017-06-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Analysis of the conditional average and conditional variance of dissipated energy in the driven spin-boson model
作为一个典型的例子，我们研究了受驱动的自旋玻色子系统的耗散能的条件平均和条件方差。我们遵循一个测量协议，其中自旋准备在一定的初始状态，然后进行周期性的驱动。随后，自旋被投影到后选择的最终状态上。我们比较的条件平均耗散能量的下限，直接从众所周知的波动关系。我们进一步报告说，一个特殊的选择的初始（预选）和最终（后选定）的自旋状态导致增强的能量发射与同时噪声抑制在驾驶时间的顺序的弛豫时间。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Boson spectra and correlations for thermal locally equilibrium systems
用统计算符方法研究了强非均匀热玻色子系统的单粒子和多粒子包含谱。推广了热Wick定理，得到了增强不变膨胀玻色子气体问题的解析解，结果表明了非均匀性对系统的影响：与基于局域玻色-爱因斯坦热分布的结果相比，波长大于系统均匀性长度的粒子的谱和关联发生了本质的变化。对于人口过多的介质，这种影响明显增加，其中与破坏化学平衡相关的化学势足够大。
1999-09-09 hep-ph nucl-th quant-ph
Thermalisation by a boson bath in a pure state
我们考虑一个与谐振子热浴弱耦合的量子系统。众所周知，这种玻色子浴最初在热平衡时使系统热化。我们表明，假设先验的平衡态是没有必要获得系统的热化。我们确定了完整的薛定谔时间演化的子系统的兴趣的初始纯产品状态的复合系统所考虑的系统和浴。我们发现，该系统松弛到正则平衡，几乎所有的初始纯浴态的宏观定义的能量。系统渐近热态的温度由初始浴态的能量确定为相应的微正则温度。此外，该系统的时间演化与假设玻色子浴最初在该温度下处于热平衡时获得的时间演化相同。我们的方法的一个重要组成部分是适用于其他浴，我们确定的浴功能，这是必要的热化研究。
2008-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Many-body out-of-equilibrium dynamics of hard-core lattice bosons with non-local loss
我们探讨了在强非局域粒子损失的存在下，硬核晶格玻色子的动力学。演化发生在两个不同的时间尺度上，首先是一个快速的强相关衰变到一个高度简并的芝诺态子空间，然后是一个缓慢的几乎相干的演化。我们解析地解决了系统的快速初始动力学，其中我们特别关注初始莫特绝缘体状态，并在芝诺子空间中进行粒子排列的分析。我们调查的二次慢松弛过程，随后发现一个复杂的制度，耗散和相干性之间的竞争导致各种类型的相互作用的粒子复合物。我们对它们进行了分类，并分析了它们在最近邻相互作用存在和不存在的情况下的光谱特性。在某些情况下，复合物的色散关系具有平坦的带，这是有效的自旋轨道耦合的结果。
2014-06-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exact solution of Markovian master equations for quadratic fermi systems: thermal baths, open XY spin chains, and non-equilibrium phase transition
本文将三次量子化方法推广到用4 n × 4 n矩阵对角化的方法统一精确地处理n个费米子二次系统的Redfield和Lindblad主方程。从Redfield方程出发，详细分析了非平衡热驱动。我们解释如何计算所有物理相关的量，如非平衡期望值的本地观测，各种熵或信息措施，或时间演化和性质的放松。我们还讨论了如何确切地处理显式时间相关的问题。然后，一般的形式主义，研究热驱动的开放XY自旋1/2链。我们发现，最近提出的非平衡量子相变在开放的XY链生存的Redfield模型内的热驱动。特别是，长程磁相关的相位可以通过非平衡稳态对外部（浴或体）参数的超敏性来表征。研究的热传输，我们发现足够强的热驱动的负热导，以及非单调依赖的热流浴耦合的强度。
2009-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fate of the Quasi-condensed State for Bias-driven Hard-Core Bosons in one Dimension
一维的玻色子显示出一种称为准凝聚的现象，其中相关性以幂律方式衰减。我们研究了在不同的化学势下，耦合到宏观铅原子上的硬核玻色子链在非平衡稳态下准凝聚的命运。发现有限偏压破坏了准凝聚态，并确定了准凝聚态在零偏压跃迁附近的临界标度函数。相关的临界指数的确定和数值验证。远离平衡，系统表现出指数衰减的相关性，其特征在于由偏置依赖的相关长度，在平衡发散。此外，幂律修正被发现，其特征在于由一个指数，依赖于链引线耦合，是非解析零偏。这一精确可解的非平衡强相互作用系统具有一个显著的性质，即在线性响应范围内，不能得到无穷小偏差下的近平衡态。这些结果有助于解开强相互作用一旦从平衡约束中解放出来所产生的复杂性质。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Nonequilibrium Temperature for Open Boson and Fermion Systems
研究了从含时哈密顿量$\hat{H}(t)$平衡态演化出来的开放玻色子或费米子系统的有效理论。提出了一种度量开放系统从平衡态演化的非平衡温度的方法，即时均能量期望值$T(t) = T_i(\bar{< \hat{H} (t) >_Ψ}/ \bar{< \hat{I} (t) >_Ψ})$，其中作用算符$\hat{I} (t)$满足量子Liouville-von Neumann方程，并决定了真密度算符.它恢复的绝热（准平衡）和非绝热（平衡）的演变从一个静态哈密顿量到另一个的结果，并考虑到粒子生产由于中间过程。
2001-06-22 cond-mat.stat-mech hep-ph quant-ph
A topologically protected quantum dynamo effect in a driven spin-boson model
我们描述了一个驱动系统中的量子发电机效应耦合到谐振子描述腔模式或模式的集合形成欧姆玻色子浴。当系统哈密顿量随时间变化时，这在具有与驱动速度的共振频率的玻色子模式中引起动态场。这个场以一种让人想起法拉第感应定律的方式对抗外部驱动场的变化，证明了“量子发电机效应”这个术语的合理性。对于特定的情况下，周期性驱动的自旋$\frac{1}{2}$的布洛赫球，我们表明，所做的工作，通过滚动的自旋从北极到南极可以有效地转换成相干位移的共振玻色子模式，效果，从而对应于一个工作到工作的转换，并允许解释这种传输到浴缸的能量作为工作。我们研究了这种效果，其性能和限制详细的驱动自旋$\frac{1}{2}$在存在的径向磁场解决拓扑系统的关系，通过形成一个有效的电荷在核心的领域。我们表明，发电机效应是直接相关的动态测量的拓扑结构的自旋- $\frac{1}{2}$，从而在绝热极限提供了一个拓扑保护的方法，将驱动工作转换成一个相干的字段中的水库。量子发电机模型在介观和原子系统中是可实现的。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Relaxation to a Phase-locked Equilibrium State in a One-dimensional Bosonic Josephson Junction
本文对两个耦合的一维玻色-爱因斯坦准凝聚体在约瑟夫森区的非平衡隧道动力学进行了实验研究。约瑟夫森振荡是通过分裂单个一维凝聚体并在超流体之间留下相对相位而引发的。无论初始状态和实验参数如何，相对相位和原子数不平衡的动力学都表现出向锁相稳态的弛豫。后者的特征在于高相位相干性和相对于初始状态的降低的波动。我们提出了一个经验模型的基础上的类比与非谐振子来描述各种实验参数的影响。与我们的观察相一致的微观理论仍然缺乏。
2017-11-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Signatures of associative memory behavior in a multi-mode spin-boson model
自旋玻色子模型可以描述各种物理系统，例如腔中的原子或振动的离子链。在平衡状态下，当自旋-玻色子相互作用从弱变强时，这些系统的行为通常会发生根本性的变化。这通常表现为从“黑暗”到“超辐射”阶段的转变。然而，理解这些模型的非平衡物理是非常具有挑战性的，对于强自旋玻色子耦合来说更是如此。在这里，我们表明，非平衡强相互作用的自旋玻色子系统可以模仿一些基本性质的联想记忆-一个系统，允许识别的模式，如字母表的字母。模式被编码在自旋和玻色子之间的耦合，我们讨论的自旋的动力学从联想记忆模型中的模式检索的角度。我们确定了两个相，“顺磁”相和“铁磁”相，以及这些区域之间的交叉行为。“铁磁”相使人想起模式检索。我们强调的相似性和差异与热动力学的Hopfield联想记忆，并表明，确实元素的“机器学习行为”出现在强耦合自旋玻色子系统。
2020-03-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Equilibrium Phases of Tilted Dipolar Lattice Bosons
在光晶格中制备近简并量子偶极气体的最新进展为探索具有各向异性和长程偶极相互作用的量子系统的平衡物理打开了大门。本文研究了二维光晶格中硬核偶极玻色子系统在半填充状态下的零温和有限温相图。偶极相互平行排列，并通过外部电场倾斜出光晶格平面。在零温度下，只要偶极相互作用的强度低于临界值$V_c(θ)$，系统在所有倾角$θ$下都是超流体。在保持$θ$固定的同时增加相互作用强度时，超流相不稳定，取决于倾斜角，有利于棋盘或条纹固体。我们探索的两个固相之间的相变的性质，并找到证据的微乳液相，以下斯皮瓦克-Kivelson的情况下，分离这两个固相。此外，我们研究了这些量子相位对热波动的稳定性，发现条纹固体是最稳健的，使其成为实验观察的最佳候选者。
2015-08-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Finite phase coherence time of a bosonic quantum field at the Boltzmann equilibrium
本文提出一种非局域序参量的量子场方法，研究极弱相互作用稀薄玻色气体，发现其相干振荡与衰减时间由唯一时间变量决定，并推导出粒子传播的单位时间尺度，该尺度定义了玻尔兹曼平衡跃迁的单位时间。
2024-08-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum quenches, linear response and superfluidity out of equilibrium
通过分析的灵敏度扭曲的边界条件的定态实现后很长一段时间的量子淬火的多体系统，我们扩展的螺旋模量和刚度的概念，非平衡的情况下。使用这些广义的数量，我们的非平衡动力学的硬核玻色子淬火/从超流/绝缘相，并显示出质的新功能出现相比，平衡的情况下。我们的预言可以在实验中得到验证，冷玻色子原子被限制在环形陷阱和人工规范场。
2014-06-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonequilibrium dynamics of spin-orbit coupled lattice bosons
研究了一维光晶格中自旋-轨道耦合作用下双组分玻色原子的非平衡动力学。在Mott绝缘区，单位填充的两组分玻色子系统可以用量子自旋XXZ模型描述。原子最初是在它们的低自旋状态下准备的。由于突然引入自旋轨道耦合到原子，系统变得不平衡。在不同的相互作用区域，系统分别表现出弛豫和非稳态动力学。我们发现，磁化强度的时间平均是有用的多体动力学的特点。偶数和奇数的网站的影响进行了讨论。我们的结果揭示了由于自旋轨道耦合和原子相互作用之间的相互作用的非平衡动力学。
2015-11-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium Dynamics of Renyi Entropy for Bosonic Many-Particle Systems
本文提出了一种新的场论方法，用于计算多相互作用玻色子子系统的Renyi熵。该方法适用于任意初始条件下的开放和封闭量子系统的动力学。我们的方法确定的Wigner特性的约化密度矩阵与整个系统的配分函数与一组线性源只打开在子系统中，并使用此来计算子系统的Renyi熵。我们用这种方法研究了无相互作用开放量子系统中Renyi熵的演化.我们发现的初始状态和最终的密度矩阵，决定是否熵显示非单调行为的时间之间的关系。对于非马尔可夫动力学，我们表明，熵接近其稳态值的幂律指数由非解析浴。我们说明这种场论方法可以用来研究大型玻色子开放量子系统。
2021-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium dynamics of bosonic atoms in optical lattices: Decoherence of many-body states due to spontaneous emission
我们详细分析了在光晶格中玻色子原子的加热，由于非相干的光的散射从激光形成的晶格。由于散射到更高能带的原子不会在典型实验的时间尺度上热化，这个过程不能单独用系统中的总能量增加来描述（这是由单粒子效应决定的）。相反，加热涉及加热过程的原子物理学和状态的多体物理学之间的重要相互作用。我们表征了各种系统参数对多体状态的影响，在那里我们观察到强相互作用和弱相互作用制度的加热的重要差异，以及对激光从激发原子态失谐的符号的强烈依赖。我们计算加热速率和变化的特征关联函数的基础上微扰理论计算，和一个随时间变化的计算耗散多体动力学。后者是通过将含时密度矩阵重整化群（t-DMRG）方法与量子轨道技术相结合，使一维系统的量子化成为可能。
2010-09-01 cond-mat.quant-gas 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
Non-equilibrium Quantum Spin Dynamics from 2PI Functional Integral Techniques in the Schwinger Boson Representation
基于两粒子不可约（2PI）泛函积分技术，提出了一种非平衡态量子场论方法来研究自旋模型的初态动力学。它采用任意自旋相互作用和自旋长度的自旋到Schwinger玻色子的映射。在次领先阶（NLO）的场分量数的扩展中，显示出广泛的非微扰动力学现象被捕获，包括具有淬火无序的3D长程相互作用系统中的磁化弛豫，量子相变两侧的不同弛豫行为以及先前显示的无序自旋链中从弛豫到动力学停滞的交叉，表现出多体定位。在适用的情况下，我们采用替代国家的最先进的技术，并找到我们的2PI NLO结果相当不错的协议。由于我们的方法可以处理大的系统尺寸和收敛相对较快，其热力学极限，它打开了可能性，研究这些现象在更高的维度的制度中，没有其他有效的方法存在。此外，随着自旋长度的增加，可以研究经典动力学的逼近。
2018-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Complexity and Floquet dynamics: non-equilibrium Ising phase transitions
本文用Nielsen几何方法研究了周期性驱动横场伊辛模型的电路复杂性。在高频驱动极限下，已知该系统表现出由驱动场的振幅控制的非平衡相变。我们分析计算的复杂性，在这个政权，并表明，它清楚地区分不同的阶段，表现出普遍的线性行为在早期。我们还评估了时间平均复杂度，在临界点提供非分析行为的证据，并讨论其起源。最后，我们评论冻结的量子动力学在特定的配置和使用复杂性作为一种新的工具来理解量子相变在Floquet系统。
2020-08-31 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Non-equilibrium non-Markovian steady-states in open quantum many-body systems: Persistent oscillations in Heisenberg quantum spin chains
我们研究了一个非马尔可夫的，结构化的水库上一个开放的海森堡自旋链的效果。我们建立了一个相干的自反馈机制作为水库耦合频率依赖的自旋链。因此，损失和驱动由于自旋链与其自身过去的相互作用而发生。这种非马尔可夫强加的边界驱动的新范式允许讨论一种新的非平衡稳态。我们表明，对于某些参数，即使在长时间的限制持续振荡链内发生。此外，我们证明了这些振荡和激发捕获的条件取决于链的特性，从而使其能够通过检测其发出的信号的影响下的自反馈来表征链。
2020-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
