Roles of the Internal Coupling: From Equilibrium to Non-Equilibrium Dynamics
the University of Tokyo（东京大学）
本文通过内部耦合改进量子热机性能，扩展了奥托循环的运行范围，提高了效率和性能系数，验证了主方程方法，并展示了非平衡极限循环的功率-效率权衡。
2026-09-15 physics.data-an quant-ph
Coherence in Microchip Traps
报道了在磁性微片阱中对中性原子内部态的相干操纵。相干寿命超过1秒观察原子的距离为$5-130 μ$ m的微芯片表面。在我们的测量精度范围内，芯片陷阱中的相干寿命与原子-表面距离无关，并且与宏观磁陷阱中的类似测量结果吻合得很好。由于不存在表面诱导退相干，可以实现在$10^{-13}$范围内具有相对稳定性的小型化原子钟。对于量子信息处理中的应用，我们建议在芯片导线附近使用微波近场来产生依赖于原子内部状态的电势。
2004-04-22 cond-mat quant-ph
Quantifying quantum reference frames in composed systems: local, global and mutual asymmetries
佩奇-乌特斯机制质疑了量子物理学中时间的基本性质。该机制探索了这样一个概念，即给定的物理量总是相对于参考系定义和测量的，通常在量子物理实验的理论描述中没有解释。最近，非对称性的资源理论明确地处理了什么是量子系统作为一个好的参考系的物理条件。尽管如此，为了量化一个相对于另一个的量子参考系，建立量子理论的内部描述是一项重要的任务，即，而不需要经典的参考系。在这项工作中，我们解决这个问题的概念相互不对称性，并使用这种机制中的页面-Wootters机制，确定相互不对称的概念相互或内部的一致性。为此，重新审视了与量子参考系有关的量子相干性的概念，并在这种情况下提出了一个量词。此外，这个开放的空间来研究内部连贯性和相关性的联系，如佩奇和伍特斯提出的，根据资源理论的方法。
2018-08-13 quant-ph
A long-lived memory qubit on a low-decoherence quantum bus
我们证明了长寿命的相干性，在内部超精细状态的一个单一的\Ca{43}捕获离子量子位$[T_2=1.2(2)\s]$，并在外部运动状态的一个单一的\Ca{40}捕获离子量子位$[T_2'=0.18(4)\s]$，在相同的设备。运动退相干速率与加热速率一致，其被测量为3（1）量子/秒。外部运动态的长相干时间对于在捕获离子量子比特之间执行高保真量子逻辑门是必不可少的。我们在\Ca{43}中观察到的内部状态$T_2$时间，以前没有被用作捕获离子量子比特，比基于\Ca{40}离子的物理量子比特长约1000倍。使用单个自旋回波脉冲来"重新定相“内部状态，我们可以在1个\s之后检测到无退相干，这意味着有效相干时间$T_2^{\mbox{\tiny SE}} \gtish 45\s$。这与该陷阱中\ish 1 \us的单量子位操作和\ish 10 \us的双量子位操作的时间尺度进行了比较。
2007-10-24 quant-ph
Time-resolved role of coherence and delocalization in photosynthetic energy transfer from an extended exciton model
本文基于扩展的激子模型，研究光合作用中相干性和非局域性的时间依赖性作用，揭示内部电子结构与量子传输性能的微观联系。
2026-07-31 physics.optics quant-ph
The multiconfigurational time-dependent Hartree method for bosons with internal degrees of freedom: Theory and composite fragmentation of multi-component Bose-Einstein condensates
本文针对具有内自由度的$N$全同玻色子，导出了多组态含时Hartree方法（MCTDHB）。具有内部自由度的玻色子理论构成了MCTDHB方法的推广，大大丰富了可以描述的多体物理学。我们证明了含时多体薛定谔方程的数值精确解是可行的。我们报告的MCTDHB运动方程的玻色子与内部自由度和他们的实施一般多体哈密顿与一个机构和两个机构的条款，两者，可能取决于所考虑的粒子的内部状态。为了证明MCTDH-X软件中集成的理论及其软件实现的能力，我们将MCTDHB应用于具有两个内部状态的抛物型束缚玻色子的碎片的出现：我们研究了$N=100$抛物型束缚玻色子的基态作为两个抛物型势的状态相关最小值之间的分裂的函数。为了量化系统的相干性，我们计算其归一化的单体关联函数。我们发现，原子的每个内部状态的相干性保持，而它是失去了不同的内部状态之间。这是一种新型碎裂的标志，这种碎裂在没有内部结构的玻色子中是不存在的。我们把这种新出现的现象称为“复合碎片化”。
2016-05-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Open system approach to the internal dynamics of a model multilevel molecule
假设同一分子气体中的随机碰撞引起相同宇称的相邻能级之间的跃迁，考虑了由两组不同宇称的转动内能能级和简并基态，通过一个常数相互作用耦合而成的多级分子模型.将连续时间量子随机游走的理论应用于单分子，将其解释为一个开放量子系统，并建立了驱动其内部动力学的主方程，使两个连续碰撞之间的等待时间服从一般分布.相干项和人口的能级放松到渐近与反幂律的相关类的非泊松分布的碰撞时间。稳定的渐近平衡位形与分布无关。增加分布密度的尾部可能会阻碍长时间动力学。这种效应可以解释为量子芝诺效应在长时间尺度上的出现。
2013-05-30 quant-ph
Quantum Test of the Local Position Invariance with Internal Clock Interferometry
当前测试本地位置不变性（LPI）的尝试将不同的时钟转换速率与经典交换信号进行比较。我们提出了一个实验方案，用于LPI的量子测试：一个内部的原子钟干涉仪包括两个干涉时钟在一个原子。我们将原子置于两个时钟态和一个基态的叠加态中，原子沿着两个量子时钟振荡相干演化成稳定的内部Ramsey干涉图样。具有共享基态的干涉图样显示可见度调制，这可以解释为单个时钟振荡的跳动和互补性的直接结果。当干涉仪经历不同的引力势时，LPI预测两个时钟滴答速率将成比例地改变，而量子互补性表明可见度调制应该相应地改变。这种变化对于可见度调制的第一周期被认为是不重要的，但是可以被叠加直到系统相干时间的极限。由于不涉及分裂或重组，系统相干时间可以与陷阱寿命或时钟状态寿命一样长。观察可见度调制所需的分辨率在最先进的光学钟灵敏度的范围内。这个实验方案在不同的场景下都是可行的，静止或有速度，并可能为研究时间的量子效应和广义相对论提供新的思路。
2023-01-26 gr-qc physics.atom-ph quant-ph
Extended Coherence Time with Atom-Number Squeezed Sources
玻色-爱因斯坦凝聚体的相干性质为改善干涉相位衬度提供了可能。然而，由于平均场相互作用的退相干效应缩短了相干时间，从而限制了潜在的灵敏度。在这项工作中，我们证明了增加的相干时间与光晶格中的压缩态的数量使用布洛赫振荡的衰减探测的相干时间。我们延长相干时间的2倍以上的预期与相干态BEC干涉。我们观察到的初始数压缩的程度，以及延长的相干时间与理论的定量协议。
2006-09-02 quant-ph
Time-Optimal Transfer of Coherence
我们提供了精确的分析解决方案的时间最佳转移的相干性从一个自旋极化的三线性伊辛链的三倍相干性与固定的能量可用，并受到本地控制的一个不可忽略的时间成本的问题。转移的时间是最佳的，并与以前的数值结果假设瞬时局部控制一致。
2012-11-26 quant-ph
High-fidelity quantum transduction with long coherence time superconducting resonators
为了实现量子通信协议和量子传感中的高效率和高保真度，我们提出了一种基于长相干时间超导腔与电光谐振器耦合的新型量子转换混合系统。©2022作者（S）
2022-05-03 quant-ph
Time dynamics of quantum coherence and monogamy in a non-Markovian environment
研究了在非马尔可夫环境下三组分系统的量子相干性分布和可共享性随时间的演化。总相干性可以分解为各种贡献，从局部，全球二分和全球三分，其特征的国家类型。我们确定的一致性恢复非马尔可夫系统的一致性的所有贡献。局部相干性被发现是更强大的环境耦合下，由于有效的较小的耦合到水库。这使我们能够设计一个表征的量子态在一个多体状态的相干元组，简单地通过检查各种组合的水库耦合。研究了环境对相干一夫一妻定义的量子相干性可共享性的影响，发现一夫一妻的符号在退相干下是一个保持的量。我们推测相干性的单偶性在局域非相干过程下是一个守恒性质。
2017-11-09 quant-ph
Coherence generating power of quantum dephasing processes
我们提供了一个量化的各种量子退相过程的能力，产生相干的非相干态。定义的措施，承认可计算的表达式为任何有限的希尔伯特空间维度，是基于概率平均值和自然产生的一致性作为一种资源的观点。我们研究了失相过程的能力（例如，非选择性正交测量）以产生相干性取决于希尔伯特空间的相关基，在该希尔伯特空间上分别量化相干性和发生去相位过程。我们扩展我们的分析，包括那些Lindblad时间演化，在无限的时间限制，考虑中的系统，并计算其相干发电功率作为时间的函数。我们进一步确定特定的家庭，这样的时间演化，虽然退相，有最佳的（在所有的量子过程）的相干性产生功率的一些中间时间。最后，我们研究了随机退相信道的相干产生能力。
2017-11-07 quant-ph
Internal Photo Effect from a Single Quantum Emitter
我们证明了时间分辨共振荧光测量上的一个单一的自组装量子点的内部光效应，发射电子从点的带内激发。我们发现光产生的发射率对激发强度的线性依赖关系，并使用速率方程模型推导出所涉及的速率。通过调节激发强度，发射速率可在几个数量级上调谐。我们的研究结果表明，一个众所周知的过程，在单原子光谱（即光电离）也可以在固态观察到。结果还量化了一个重要的，但大多被忽视的，可能从根本上限制固态量子光学器件的相干时间的机制。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-calibrating Optical Low-Coherence Reflectometry with Energy-Time Entangled Photons for Absolute Distance Measurements
光学低相干反射测量法能够明确地测量样品对象中堆叠的部分反射层的位置。它依赖于光源的低相干性，并且从机械马达载物台的位置读取获得绝对距离。我们展示了如何利用能量-时间纠缠光子对的同时高和低相干特性来直接校准具有参考激光波长的OLCR扫描的位置尺度。实验表明，该方法的精密度为1.6nm，线性关系良好。
2020-04-03 quant-ph
Short-time coherence of a qubit and measurement apparatus
考虑量子比特的纯退相模型，研究了测量装置对量子相干性的影响。通过对量子位执行非选择性测量，从整个系统的热状态准备初始状态。初始测量后相干性的大小由值$1/2$限定，该值通过特殊的测量方案和低温极限来实现。相干性的大小在确定的短时间尺度上以近似恒定的速度相同地消失、增加或减少，这取决于制备测量的选择。通过选择进一步的特殊测量方案和高温极限，有利于短时增加或减少速度的最大化。测量装置允许经由非选择性制备测量在短时间内操纵量子位的量子相干性。
2021-12-20 quant-ph
Efficiency gain and bidirectional operation of quantum engines with decoupled internal levels
我们提出了一种机制，提高效率的量子热机含有内能水平，不耦合到外部的工作汇。增益是通过使用这些水平来实现的，以在与第二定律所指示的方向相反的方向上引导热量。不需要量子相干性、量子相关性或各向异性。一个类似的机制允许发动机反向运行，仍然产生有用功。我们用耦合自旋系统中的一个简单的量子奥托循环来说明这些想法。我们发现这个引擎还表现出其他违反直觉的现象。例如，其效率可以随着热浴之间的温差减小而增加。相反，如果较热的水浴变得太热或较冷的水浴变得太冷，它可能会停止运行。
2022-01-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measuring Time-Dependent Induced Quantum Coherences via Two-Dimensional Coherence Spectroscopy
我们提出了一个二维光谱协议，用于测量由含时系统浴相互作用引起的系统定态之间的含时相干性。我们还研究了时间相关噪声对相干退相的作用。该协议能够确定关于系统及其与环境的耦合的动态信息。我们的结果是基于量子轨道方法，并从近似，解析和精确，数值解的含时薛定谔方程。作为一个例子，我们展示了如何使用该协议可以用来调查激子dynameds在共轭聚合物诱导的耦合与环境的扭转模式。
2021-11-23 physics.chem-ph quant-ph
Rotational Coherence Times of Polar Molecules in Optical Tweezers
量子比特相干时间对于任何稳健的量子计算平台的性能都是至关重要的。对于使用极性分子阵列的量子信息处理，关键性能参数是分子旋转相干时间。我们报告了一个93（7）ms的相干时间的旋转状态量子比特的激光冷却的CaF分子在光镊陷阱，超过一个数量级比以前的系统。由于量子比特态之间的微分极化率引起的不均匀加宽通过调谐镊子极化和施加的磁场到“魔”角来抑制。的相干时间是有限的剩余微分极化率，这意味着改善与进一步冷却。单个自旋回波脉冲能够将相干时间延长到近半秒。测量的相干时间表明极性分子作为高保真量子比特的潜力。
2021-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Phosphorus Spin Coherence Times in Silicon at Very Low Temperatures
用脉冲电子自旋共振技术在极低温度下测量了同位素纯28硅中磷施主的自旋相干性。孤立自旋T2随磷浓度的变化出乎意料
2010-09-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
An eternal discrete time crystal beating the Heisenberg limit
离散时间晶体（DTC）以严格的节奏重复自己，模仿其内部结构和外力之间相互作用的滴答时钟。DTC在精确计时和其他量子技术中有着深远的应用前景。然而，它一直面临着热化的巨大挑战。周期性驱动供电可能最终使DTC达到热平衡并破坏它们的一致性。在这里，我们表明，一个所有的相互作用提供了一个DTC，逃避热化和保持量子相干性和量子同步，而不管空间的不均匀性，在驱动场和环境。此外，该DTC的灵敏度与总粒子数的3/2次方成比例，实现了测量超过海森堡极限的驱动频率或相互作用强度的量子器件。我们的工作为设计具有长相干时间的新型非平衡相铺平了道路，从而推动了量子精密测量的发展。
2019-06-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Coherence times of precisely depth controlled NV centers in diamond
通过在580°C的空气中适度氧化来精确控制深度，研究了氮空位（NV）中心相干时间的深度依赖性。通过连续的纳米级刻蚀，可以使NV中心逐步靠近金刚石表面，这使得我们能够跟踪芯片中残留NV中心数量的演变，并研究NV中心的相干时间与金刚石刻蚀的深度依赖性。结果表明，NV中心的相干时间随着深度的减小而迅速下降，在最后约22 nm处消失，揭示了快速波动的表面自旋浴影响的临界深度。通过监测相干时间随深度的变化，我们可以使一个浅的NV中心具有较长的相干时间，用于检测高灵敏度的外部自旋。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultralong spin coherence times for rubidium atoms in solid parahydrogen via dynamical decoupling
相干时间是量子传感、量子信息和量子计算的重要参数。在这项工作中，我们证明了电子自旋相干时间长达0.1秒的铷原子被困在一个固体仲氢矩阵的合奏。我们探讨潜在的物理限制的相干时间。这些矩阵孤立原子的性质是非常有前途的未来应用，包括核自旋的量子传感。如果与有效的单原子读出相结合，这将使核磁共振和磁共振成像的单分子与碱金属原子量子传感器共捕获在仲氢矩阵。
2020-07-20 physics.atom-ph quant-ph
Long nuclear spin coherence times for molecules trapped in high-purity solid parahydrogen
University of Nevada, Reno（内华达大学雷诺分校）
研究分子在高纯度固态反氢中测量自旋弛豫时间与相干时间，发现更高纯度矩阵可延长相干时间，揭示反氢矩阵对相干时间的限制。
2025-12-01 physics.atom-ph quant-ph
Controlling the coherence in a pure dephasing model for an arbitrarily prescribed time span
我们提出了一个开环单一的策略来控制的相干性在一个纯粹的退相模型（相位翻转通道相关），能够恢复，无论规定的时间跨度，在控制过程结束时的初始相干性。该策略的核心思想是使用微调的控制哈密顿量，将量子态引导到不变态的子集，并在必要的时间内保持不变。
2014-07-12 math.OC quant-ph
Is the Conventional Picture of Coherence Time Complete? Dark Matter Recoherence
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
研究发现暗物质在长时尺度下出现重相干现象，其相干时间显著超出传统估计，对暗物质探测有增强灵敏度的影响。
2026-04-14 astro-ph.SR hep-ph quant-ph
Coherence time of a cold-atom laser below threshold
实验研究了增益介质为磁光囚禁原子气体的阈值以下拉曼激光的相干时间。二阶光学相干性表现出光子聚束，其相关时间通过控制增益而变化两个数量级。结果是在一个简单的分析模型，这表明该效果是由增益，而不是分散，在这个系统中，在很好的协议。腔衰荡测量表明，光子寿命，相关的一阶相干时间，也增加了。
2020-08-28 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
