Weak and semiweak values in non-ideal spin measurements: an exact treatment beyond the asymptotic regime
我们考虑在量子力学中可观察到的自旋的弱测量（WM），超出了通常的渐近状态。这是通过获得用于一般非理想测量的测量装置的精确的时间相关波函数来完成的。理想的强测量和通常的WM制度得到的两个极端的限制情况下，我们的确切治疗。我们表明，在中间政权非理想的测量导致“半弱”偏心值，不同于通常的弱值。我们进一步表明，即使在WM制度的确切治疗导致仪表的行为，可以显着不同于通常的WM形式主义所预测的。我们给出了几个例子，并讨论了应用程序的区别不同的实现相同的密度矩阵。
2012-02-29 quant-ph
Comment on "System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from the weak to the ultrastrong light-matter coupling regime"
在最近的工作[arXiv：1301.3960]中，Bamba和Ogawa开发了一个微观模型，描述了与物质激子共振耦合的光子腔场。他们研究这种模型得到的结果之一是，在超强耦合状态下，通常安全的方法可能会对极化激子激发的耗散率给出错误的结果。特别是计算的耗散率应用旋转波近似的系统-环境耦合的定性不同的使用微观理论的基础上的量子电动力学的电介质。在这里，我表明，这一结果是一个文物，所造成的不一致的应用程序的旋转波近似和可疑的参数选择。
2013-07-22 quant-ph
Controllable nonlinearity in a dual-coupling optomechanical system under a weak-coupling regime
强量子非线性引起许多有趣的量子效应，在量子物理中有着广泛的应用。本文研究了由线性耦合和二次耦合组成的光机系统的量子非线性效应。有趣的是，一个可控的光机非线性获得通过施加驱动激光到腔。这种可控的光机非线性可以增强到一个强耦合的制度，即使系统最初是在弱耦合制度。此外，系统的耗散可以得到有效的抑制，这使得声子边带和光子阻塞效应的出现在弱耦合区。这一工作对双耦合光机系统的研究及其在现代量子科学中的应用具有重要的启发意义。
2018-03-24 quant-ph
General complex Spin Weak Values obtained in Matter-Wave Interferometer Experiments
大质量粒子（更准确地说是中子）的自旋算符Sz的弱值已经通过应用一种新的测量方案在实验上确定。这是通过在单中子干涉仪装置中将中子的自旋弱耦合到其空间自由度来实现的。实部和虚部以及弱值的模是通过系统地改变预选择和后选择的系综来获得的，这使得能够研究自旋弱值的复杂性质。
2014-04-08 quant-ph
CNOT and Bell-state analysis in the weak-coupling cavity QED regime
我们提出了一个光子自旋和电子自旋之间的界面，该界面被限制在嵌入微腔的量子点中，微腔工作在弱耦合状态。这种基于自旋选择性光子反射的界面可用于构造CNOT门、多光子纠缠器和光子贝尔态分析器。最后，我们分析了实验的可行性，得出结论，该方案可以实现与当前的技术。
2010-04-08 quant-ph
Ground state cooling of a nanomechanical resonator in the weak-confinement regime via quantum interference
讨论了耦合到超导磁通量子比特的纳米机械谐振器的基态冷却。我们表明，通过诱导量子干涉取消有害的载流子激发，基态冷却成为可能，在弱约束或非解决制度。量子位被建模为λ配置中的三能级系统，并且施加驱动通量使得量子位吸收光谱表现出电磁感应透明性，从而消除不需要的载流子激发。由于我们的基于干涉的方案允许应用强冷却场，因此可以实现快速有效的冷却。
2010-07-15 quant-ph
Experimental demonstration of direct path state characterization by strongly measuring weak values in a matter-wave interferometer
最近提出并实验实现了一种新的方法，通过使用所谓的弱值直接测量特定基上的复概率幅来表征量子态。最近Vallone和Dequal从理论上证明了弱测量不是确定弱值的必要条件[Phys. Rev. Lett. 116，040502（2016）]。在这里，我们报告的测量方案中使用的物质波干涉实验中，中子路径系统的量子态的特点是通过直接测量使用强和弱相互作用。实验证明，强相互作用优于弱的。我们的结果不仅限于中子干涉，但可以用于广泛的量子系统。
2016-04-14 quant-ph
Multi Mode Interferometer for Guided Matter Waves
我们描述了基于Y型分束器的用于引导物质波的干涉仪的基本特征，并且表明，在准二维制度中，这样的设备即使在多模制度中也表现出高对比度的条纹，并且从热源馈送。
2002-02-07 quant-ph
On-demand transposition across light-matter interaction regimes in bosonic cQED
该实验首次在玻色子cQED中实现纳秒级相互作用区间切换，结合transmon频率可调与高寿命腔，支持快速福克态制备、动态层析及抑制空闲动力学，为量子信息处理开辟新范式。
2023-12-26 quant-ph
Implementation of weak measurement amplification with the weak coherent light and optomechanical system
在光机系统中，后选弱测量的研究大多集中在用单光子作为被测系统。然而，我们发现，使用弱相干光而不是单个光子也可以放大镜的位置位移的一个光子。在WVA机制（弱值放大机制）中，一个光子的弱值可以位于本征值谱之外，与成功和失败的后选择之间的镜的位置位移的差成比例，并且其成功的后选择概率取决于相干光的平均光子数，并且通过相应地调整它来改善。在WVA区外，放大极限可以达到真空涨落的水平，并且当平均光子数和光机耦合参数选择适当时，其成功后选择概率变高，有利于在现有实验条件下观察到最大放大值。这一结果打破了难以在WVA机制之外检测的限制。这为光机系统中单光子非线性效应的研究开辟了新的途径。
2021-09-18 quant-ph
Weak interference in the high-signal regime
弱放大是一种信号增强技术，用于测量由于技术限制而无法确定的微小变化。它是基于一种特殊类型的相互作用的存在，这种相互作用耦合了系统的一个属性，即，偏振或哪个路径信息，具有单独的自由度，即，横向位置或频率。不幸的是，弱放大过程通常伴随着检测信号的严重损失，这限制了弱放大概念的适用性。然而，我们将在这里展示，由于弱测量概念本质上是一种干扰现象，因此应该可以使用干扰的程度来获得关于在更一般的情况下研究的物理系统的相关信息，其中信号没有严重耗尽（高信号状态）。这可以扩大可以应用弱测量概念的系统的范围。在这种情况下，通常可以称为弱干扰，弱值的想法不传达任何有用的信息。
2012-04-30 quant-ph
Non-Markovian Transient Casimir-Polder force and population dynamics on excited and ground state atoms: weak and strong coupling regimes in generally non-reciprocal environments
利用非马尔可夫Weisskopf-Wigner理论计算了强耦合和弱耦合两种情况下，三维非均匀非互易环境中二能级原子上的瞬态Casimir-Polder力.将基态原子和激发态原子看作两个独立的初值问题，分别计算了原子的短时布居和长时布居以及原子间的作用力。的结果进行了比较与各种马尔可夫近似的Weisskopf-维格纳理论，并与以前的马尔可夫结果从海森堡图片。
2019-03-05 quant-ph
Ultrastrong coupling regimes of light-matter interaction
最近的实验表明，光和物质可以在极端程度上混合在一起，目前正在各种环境中探索以前未知的光-物质相互作用机制。当光-物质相互作用能是非耦合系统的裸频率的一个可比分数时，建立了所谓的超强耦合（USC）制度。此外，当相互作用强度变得大于裸频率时，深强耦合（DSC）区域出现。本文综述了超临界和差示扫描量热领域的研究进展，特别是对腔中光模与二能级系统相互作用的研究进展。本文首先综述了从半经典拉比模型的起源到量子拉比模型的最新发展的理论进展。接下来，描述了来自各种量子平台的几个关键实验结果，包括超导电路，半导体量子阱和其他混合量子系统。最后，利用USC和DSC制度，包括新的量子光学现象，量子模拟，量子计算的预期应用突出。
2019-06-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Light-matter excitations in the ultra-strong coupling regime
在微腔中，光-物质耦合由真空拉比频率$Ω_R$量化。当$Ω_R$大于辐射和非辐射损耗率时，系统本征态（极化激元）是光子和电子激发的线性叠加，这是在各种物理实现中积极研究的条件。最近，量子电动力学制度（超强耦合）被预测时，$Ω_R$变得相当的过渡频率。在这里，我们报告明确的签名，这一制度在量子阱子带间微腔。在室温线性光学实验中测量腔极化激元色散，我们直接观察到真空场的光-物质反共振耦合和光子能量重整化。
2009-03-10 cond-mat.other quant-ph
A recipe for Hamiltonian of system-environment coupling applicable to ultrastrong light-matter interaction regime
在标准腔量子电动力学中，当光与有耗腔中的物质相互作用时，腔场的耗散可以简单地用两种耦合的强度来表征：光与物质的相互作用和通过腔镜的系统与环境的耦合。然而，在超强光-物质相互作用机制中，耗散还取决于这两种耦合是由电场还是磁场（超导电路中的电容或电感）介导的。即使我们正确地知道了系统-环境耦合的微观机制（拉格朗日），耦合哈密顿量本身在原则上也会由于腔中的超强相互作用而被修改。在本文中，我们展示了一个配方推导出的系统-环境耦合的哈密顿量的一般表达式，这是适用于即使在超强的光-物质相互作用制度的良好的腔和独立的过渡限制。
2013-11-06 physics.optics quant-ph
Two-dimensional Dirac matter in the semiclassical regime
从弯曲时空中的狄拉克方程出发，得到了二维静态狄拉克物质的半经典态。为了简化公式，笛卡尔时空几何参数化转化为等温坐标使用准保角变换。使用这个框架，它表明，一阶，半经典近似产生的相对论洛伦兹力方程与额外的虚拟力有关的空间曲率和质量梯度。定义了一个有效的梯度折射率，并将其直接与等温坐标中的度量分量相关联。通过数值求解运动方程和Beltrami方程，在一个简单的例子中评估半经典轨迹。
2021-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Light-matter decoupling in the deep strong coupling regime: The breakdown of the Purcell effect
光子限制和发射极设计的改进使得腔量子电动力学实验中的光-物质耦合强度稳步增加。这使得可以访问相互作用主导的制度，其中系统的状态只能用混合轻物质激发来描述。在这里，我们表明，当光和物质之间的耦合变得足够强时，这张照片就会崩溃，光和物质的自由度完全解耦。这种反直觉现象的一个惊人结果是，珀塞尔效应被逆转，通常被认为随着光-物质耦合强度的增加而增加的自发发射率，在足够大的耦合下反而直线下降。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum simulations of light-matter interactions in arbitrary coupling regimes
光-物质相互作用是一个已建立的领域，近年来由于引入了奇异的耦合机制而经历了复兴。这些包括超强和深强耦合区，其中耦合常数分别小于和在光模的频率的数量级，或大于该频率。在过去的几年里，在所有可能的耦合制度下的光-物质相互作用的量子模拟已经被提出并在实验上实现，在量子平台上，如囚禁离子，超导电路，冷原子和量子光子学。我们回顾了这个新兴领域，说明了光与物质相互作用的量子技术的量子模拟的好处和挑战。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from weak to ultrastrong light-matter coupling regime
在标准的腔量子电动力学（QED）理论中，腔（腔系统和光子库）内外光子之间的耦合是光子总数守恒的。然而，当腔光子与物质中的原子或激发态发生（超）强相互作用时，系统-库耦合必须从更基本的观点来确定。基于介电介质QED理论中的Maxwell边界条件，导出了腔内极化激元（非光子）和腔外光子总数守恒的量子Langevin方程和输入输出关系。
2013-04-08 physics.optics quant-ph
Exploring the nonlinear regime of light-matter interaction using electronic spins in diamond
研究了非线性条件下金刚石中缺陷与超导微波谐振腔的耦合。带负电荷的氮空位和P1缺陷进行了探讨。测量的腔模响应表现出强的非线性附近的自旋共振。数据与理论预测进行了比较，并在很宽的外部控制参数范围内获得了良好的一致性。本文研究的非线性效应有望在任何基于腔的磁共振成像技术中发挥作用，并对其灵敏度施加基本限制。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabaticity parameters for the categorization of light-matter interaction -- from weak to strong driving
本文从理论和数值上研究了作为固态能带结构激发模型系统的二能级系统（TLS）中的光与物质相互作用。我们确定了五个明显不同的激发机制，用众所周知的绝热参数分类：（1）小驱动场强度的微扰多光子吸收机制，和四个光场驱动机制，其中带内运动连接不同的TLS：（2）脉冲Landau-Zener（LZ）区，（3）非脉冲LZ区，（4）绝热区和（5）绝热-脉冲区。这种分类对于理解任何TLS中高度复杂的激发动力学非常有帮助，特别是当驱动场强度变化时，并且自然地将拉比物理学与朗道-齐纳物理学联系起来。此外，我们发现一个有见地的解析表达式的光子顺序连接微扰多光子制度与光场驱动的制度。此外，在绝热脉冲制度，绝热运动和脉冲LZ跃迁是同样重要的，导致反转对称性破缺的TLS时，施加几个周期的激光脉冲。这种分类允许在从冷原子和分子到固体和量子位的各种设置中深入理解驱动TLS，并将有助于为给定目的找到最佳驱动参数。
2021-04-21 physics.optics quant-ph
Quantum control beyond the adiabatic regime in 2D curved matter-wave guides
物质波在弯曲几何形状中的传播与纳米线、固态物理结构和原子电子学中的电子有关。曲率效应通常在绝热极限内解决，并通过作用于粒子被强烈限制的流形上的有效势来处理。然而，可以通过实验实现的约束的强度在实践中是有限的，并且绝热近似框架对于相关传播结构的现实设计来说往往显得过于限制。在这里，我们探讨了设计的二维急剧弯曲的波导物质波的传播超过绝热制度。弯曲设计，它能够连接的导向部件旋转任意角度和任意曲率，依靠一个精确的逆向工程技术。全二维薛定谔方程在弯曲的几何形状的分辨率表明，我们的方法产生的无反射的指导与横向稳定性提高了几个数量级相比，类似大小的圆形波导。
2020-03-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Hysteresis in Coupled Light-Matter Systems
我们研究了正则光-物质系统的非平衡量子动力学，即Dicke模型，当光-物质相互作用通过量子相变的周期上升和下降时。我们的计算揭示了一组丰富的动力学行为所确定的周期时间，范围从缓慢的，近绝热制度，通过快速，突然淬火制度。随着周期时间的减少，我们发现了一个交叉点，从光和物质之间的量子信息的振荡交换，接近可逆的绝热过程，到产生大的光-物质纠缠值的色散制度。在这项工作中发现的现象在量子控制，量子干涉，以及在量子信息理论的影响。
2016-09-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Weak-Coupling-Like Time Evolution of Driven Four-Level Systems in the Strong-Coupling Regime
分析表明，存在一个自然的基础，其中一类重要的驱动四能级系统在强耦合制度的非微扰时间演化的叠加，并基本上减少到相应的时间演化在弱场制度，表现出简单的拉比振荡之间的不同相关的量子态。该模型的预测证实了一个精确的数值计算。
2003-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
Ultrastrong coupling regime of non-dipolar light-matter interactions
我们提出了一个电路QED方案，它允许达到一个单一的量子比特和量子共振器之间的非偶极相互作用的超强耦合制度。我们表明，系统的哈密顿量是很好地近似的双光子量子拉比模型，并提出了一个简单的散射实验来探测其基本性质。特别是，我们确定了一个驱动方案，揭示了选择规则的变化，其特征在于击穿的行波近似和从强到超强双光子相互作用的过渡。最后，我们表明，在一个狭窄的光谱区域的频率拥挤是可观察到的输出荧光光谱的耦合强度接近崩溃点，铺平了道路，直接观察的发病的固态设备中的光谱崩溃。
2018-07-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum theory for nonlinear optical effects in the ultra-strong light-matter coupling regime
本文扩展 PZW 量子电动力学表述，提出无玻色化近似的全费米子微观理论，统一描述超强耦合半导体量子阱中的微腔、ENZ 与高频非线性效应，并给出优化转换效率的设计原则。
2024-12-11 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Dynamical stabilization by vacuum fluctuations in a cavity: Resonant electron scattering in the ultrastrong light-matter coupling regime
我们发展了一个腔中电子被短程排斥势散射的理论。在电子与腔场的超强耦合区，腔场的真空涨落导致了被排斥势核所束缚的准定态极化激元的动力学稳定。当自由电子的能量与受限态的能量一致时，伴随着腔光子发射的电子的极其有效的共振非弹性散射出现。这种效果进行了讨论，作为可能的自由电子源的非经典光的基础。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multiple scattering of light by atoms in the weak localization regime
相干后向散射是一种多重散射干涉效应，其增强了无序样品在后向方向上的漫反射。经典地，在精心选择的实验条件下，增强的强度是平均背景的两倍。我们展示了原子散射体的量子内部结构如何导致显著较小的增强。双散射在弱本地化制度的理论结果证实了最近的实验观察。
2000-11-13 cond-mat.dis-nn physics.atom-ph quant-ph
Weak Measurements Beyond the Aharonov-Albert-Vaidman Formalism
我们扩展的想法弱测量到一般情况下，提供了一个完整的治疗，并获得结果的制度时，预选和后选状态（PPS）几乎是正交的制度时，他们是完全正交的。我们惊讶地发现，对于一个固定的相互作用强度，可能存在一个最大的信号放大和相应的PPS的最佳重叠，以实现它。对于弱测量在正交制度，我们发现有趣的数量，发挥同样的作用，弱值在非正交制度。
2011-05-09 math-ph math.MP quant-ph
Crossover from weak to strong coupling regime in dispersive circuit QED
研究了超导量子比特与阻尼谐振子色散耦合时的退相干。我们超越了弱量子位振荡器耦合，我们与相位Purcell效应相关联，并进入强耦合状态，具有质的不同行为的退相速率。我们确定，并给出了一个物理直观的讨论这两种退相干机制。我们的结果可以应用，小的调整，到各种各样的其他物理系统，如。G.捕获离子和腔QED，推进理论和实验退相干研究。
2007-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Equation of state for the one-dimensional attractive δ-potential Bose gas in the weak-coupling regime
本文给出了具有弱吸引接触相互作用的一维玻色气体的实准动量近似公式和相应的能谱。在能谱的基础上，我们得到了高温区的状态方程，发现在没有体积修正的情况下，状态方程为范德瓦尔斯方程。
2012-07-23 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
