Solutions to the quantum Rabi model with two equivalent qubits
利用扩展相干态,对具有两个等价量子比特的量子Rabi模型进行了精确的解析研究。紧凑的超越函数的一个变量已导出导致精确的解决方案。对能谱进行了清晰的识别和分析。还解析地得到了孤立例外解出现的充分必要条件,这些孤立例外解不像在单量子比特量子拉比模型中那样是双简并的。
2014-05-29 quant-ph
The anisotropic quantum Rabi model with diamagnetic term
采用压缩算符变换方法求解含抗磁项的各向异性量子Rabi模型,证明通过调整抗磁项幅度可将其精确简化为Jaynes-Cummings或反Jaynes-Cummings模型且无需近似。
2025-01-29 quant-ph
A fast scheme for the implementation of the quantum Rabi model with trapped ions
我们展示了如何产生一个快速量子拉比模型与囚禁离子。它的重要性不仅在于加速这些系统可能实现的现象,从量子门到离子振动运动的非经典态的产生,而且还在于减少不必要的影响,如可能出现在这样的系统中的相干性衰减。
2016-08-29 quant-ph
Controlling the superradiant phase transition in the quantum Rabi model
针对少体系统中量子拉比模型QPT控制的挑战,提出对强耦合区域二能级系统施加周期性频率调制的方案,构建各向异性模型以实现超强可调耦合,可在强耦合区观测并外部控制QPT。
2025-02-14 quant-ph
Nonlinear Quantum Rabi Model in Trapped Ions
我们研究了远离Lamb-Dicke区的囚禁离子模型的非线性动力学。这种非线性引起边带冷却阻塞,阻止量子信息沿着Jaynes-Cummings模型和量子拉比模型的希尔伯特空间传播。我们比较了线性和非线性的情况下,这些模型在超强和深强耦合制度。此外,我们提出了一个方案,模拟非线性量子拉比模型在所有的耦合制度。这可以通过非共振非线性红边带和蓝边带相互作用来实现,从而产生作为动态量子滤波器的应用。
2018-05-18 quant-ph
Quantum Rabin oblivious transfer using two pure states
该研究针对Rabin不经意传输的密码学需求,提出使用两个纯态的量子协议,分析了双方最优作弊概率,证明其在部分$p_?$取值下优于无第三方经典协议,且混合态量子协议在部分场景下表现更优。
2024-10-07 quant-ph
Integrability vs exact solvability in the quantum Rabi and Dicke models
拉比模型描述了光和物质之间最简单的相互作用,通过一个两能级量子系统与玻色子场相互作用。我们证明了完全量子化版本的拉比模型是可积的杨巴克斯特意义上的两个参数值。该模型被认为是不是杨巴克斯特可积一般。这与量子拉比模型是基于量子可积性的现象学标准可积的主张形成对比,而不是预先假设存在一组交换算子。对于广义Rabi模型和完全量子化的Dicke模型,也给出了类似的Yang-Baxter可积点.可积点对Dicke模型的水平统计量有特殊的意义。
2015-01-05 quant-ph
Rabi Profile Framework: A Simple Analytical and Graphical Toolkit for Quantum Control
本文提出Rabi轮廓、Rabi谱和Rabi泄漏三者构成的量子控制工具,提供评估多能级量子系统相干态控制可行性与选择性的框架,无需数值模拟,并通过超导transmon量子比特设计展示其实用性。
2026-06-25 quant-ph
Hidden symmetry operators for asymmetric generalised quantum Rabi models
最近,通过系统地构造基本对称算符,揭示了非对称量子拉比模型(AQRM)的隐藏$\mathbb{Z}_2$对称性。基于AQRM的结果,我们给出了AQRM相关模型的对称性算符的一般形式的一个证明。应用该方法,我们得到了三种模型的对称性算子:各向异性AQRM模型、非对称Rabi-Stark模型(ARSM)和各向异性ARSM模型。
2021-08-24 quant-ph
Level crossings and superradiant quantum phase transition for a two-qutrit quantum Rabi model
University of Catania(卡塔尼亚大学);Universidade Estadual de Ponta Grossa(蓬塔格罗萨州立大学);CNR-IMM, UoS Università(意大利国家研究委员会材料研究所,大学小组);INFN Sez. Catania(意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部);University of Palermo(巴勒莫大学);St. Kliment Ohridski University of Sofia(索非亚圣克利门特奥赫里德斯基大学)
研究了两量子三态量子拉比模型的能级交叉与超辐射量子相变现象,通过可积性分析揭示了相变机制。
2026-04-22 quant-ph
Implication of giant photon bunching on quantum phase transition in the dissipative anisotropic quantum Rabi model
在量子缀饰主方程的框架下研究了耗散各向异性量子Rabi模型中的量子相变。从数值和解析两个方面揭示了巨光子聚束效应对一阶量子相变的影响。在低温下,所观察到的双光子统计在几个最低本征态内可以很好地解析描述。此外,这种显著的光子聚束峰通常表现在深强量子比特-光子耦合处,而耗散各向同性量子拉比模型中缺乏这一点。因此,我们认为光子聚束测量有助于描述量子比特-光子混合系统的一阶QPT。
2023-03-16 quant-ph
Out-of-time-order correlator in the quantum Rabi model
我们研究了量子拉比模型中的混沌和平衡特征,当原子能级分裂与玻色子频率之比增大到无穷大时,该模型表现出量子相变。我们发现,从Loschirton回波信号中导出的时间顺序外的关联函数在正常相位中迅速饱和,并揭示了与量子混沌的发生相关的超辐射相位中的指数增长。此外,我们表明,有效的时间平均尺寸的量子拉比系统可以是大的自旋系统的大小相比,导致抑制的时间波动和平衡的自旋系统。
2022-01-17 quant-ph
Mixed State Entanglement Via the Cauchy-Schwarz Inequality
针对常用混合态纠缠度量难应用、难关联系统物理性质的问题,提出依赖密度算符布居与相干的CSV纠缠充分条件,可直接关联系统对称性等特征,并在三类模型中验证其能提供新洞见。
2025-08-01 quant-ph
Exceptional spectra of the two-qubit quantum Rabi model
本文研究了两种情况下双量子比特量子Rabi模型的特殊谱。首先,在共振条件下,当两个量子比特的频率与光场的频率满足共振关系时,得到了一个特殊的谱。利用变换旋转波近似(TRWA)方法,可以将Rabi模型映射到量子比特-光子Fock态空间中的可解形式。基于量子超导电路实验装置,讨论了系统参数的最佳取值范围。在谐振站工作窗口内,计算了能谱。其次,得到了水库中双量子比特Rabi模型的一个特殊的准精确解。在光子数空间中分析了哈密顿量的代数结构,找到了一个封闭的准精确本征态空间,并从哈密顿量的代数结构中清晰地找到了准精确解.这一结果可以用来检验量子Rabi模型。
2016-10-09 quant-ph
Connecting nth order generalised quantum Rabi models: Emergence of nonlinear spin-boson coupling via spin rotations
我们建立了一个近似等价的广义量子拉比模型和它的第n阶对应的自旋玻色子相互作用是非线性的,因为它们包括一个同时交换的$n$玻色子激发。虽然这些模型之间不存在酉变换,但我们证明了它们在很宽的参数范围内与良好近似的等价性。这表明,非线性自旋-玻色子耦合,即n阶量子拉比模型,可以通过简单地添加自旋旋转和适当的变换后,玻色子和自旋模式之间只有线性耦合的量子系统。此外,我们的结果提示新的近似解析解的量子拉比模型的动力学在超强耦合制度,改善以前的方法。
2018-10-01 quant-ph
A robust scheme for the implementation of the quantum Rabi model in trapped ions
我们表明,被称为级联连续动力学解耦(CCD)的技术可以应用到一个强大的实现量子拉比模型在各种参数制度的陷阱离子设置。这些包括狄拉克方程出现的情况,以及量子相变发生的极限。我们讨论了CCD方案在理想量子Rabi模型下演化的不同初始态之间的保真度及其相应的捕获离子实现方面的适用性,并证明了我们的方法抑制噪声的有效性。
2017-01-25 quant-ph
Parity symmetry and parity breaking in the quantum Rabi model with addition of Ising interaction
我们探讨了在量子拉比模型中引入偏置后产生新的宇称对称性的可能性。与先前出版物[J.Phys.A46,265302(2013)]中的数学处理相反,我们考虑了一种物理现实的方法,通过将额外的自旋引入到量子拉比模型中,以通过伊辛相互作用与原始自旋耦合。可以发现,宇称对称性通过引入偏置而被破坏,然后通过添加新的自由度而恢复。实现所讨论的模型的实验可行性进行了研究。
2014-04-28 quant-ph
Plasmon-assisted two-photon Rabi oscillations in a semiconductor quantum dot -- metal nanoparticle heterodimer
光子拉比振荡具有量子计算和量子信息处理的潜力,因为在拉比周期期间可以创建一对纠缠光子。我们从理论上研究了这种现象在由与金属纳米颗粒强耦合的半导体量子点组成的异二聚体中的发生。双光子拉比振荡是由于量子点中基态到双激子跃迁的相干双光子过程引起的。在量子点附近存在金属纳米颗粒导致量子点经由金属纳米颗粒的自作用,因为后者的极化状态取决于前者的量子态。粒子间的相互作用产生两个主要效应:(i)-增强外场振幅和(ii)-重正化的量子点的共振频率和弛豫率的非对角密度矩阵元素,这两个依赖于量子点的能级的布居。在这里,我们专注于第一个效果,这导致有趣的新功能,特别是,在一个孤立的量子点和随后的增长的纠缠光子对的数量相比,每个脉冲的拉比周期数增加。我们还讨论了孤立量子点和异质二聚体的激子态的辐射衰变对双光子拉比振荡的破坏作用。
2018-10-14 quant-ph
Hybrid Rabi interaction with traveling states of light
光与二能级系统之间的混合相互作用及其非线性性质是高级量子信息处理和量子网络的重要组成部分。Rabi相互作用表现出混合非线性性质,但在旋波近似(RWA)有效的光学频率下实现具有挑战性。在这里,我们提出了一个设置,有条件地诱导拉比相互作用之间的离散变量和连续变量的光束。我们表明,我们的计划可以产生拉比相互作用的弱状态的光,其中的签名的非线性量子效应被保存为典型的实验损失。这些结果证明了混合拉比相互作用可以在全光装置中实现,并为超越RWA的非线性量子光学的实验研究开辟了一条道路。
2020-01-01 quant-ph
Anomalous Rabi oscillations in multilevel quantum systems
我们表明,激发概率的一个状态内的一个歧管的水平经历拉比振荡的频率确定的状态之间的能量差,而不是由足够强的脉冲的脉冲面积。所观察到的动力学可以被用作一个强大的状态准备作为一种替代绝热通道,并作为一个有用的光谱方法的程序。
2017-08-28 quant-ph
Duality symmetry conjugates of the quantum Rabi model : effective bosonic, fermionic and coupling-only dynamical properties
对称变换在确定物理系统的代数结构和内部动力学性质方面已被证明是有用的。在量子Rabi模型中,宇称对称变换下的不变性被用来获得本征方程的精确解和相互作用原子-光系统内部动力学的很好近似。本文引入了两个对称算符,将量子拉比哈密顿量转化为对偶共轭。宇称和对偶对称算符构成量子拉比模型的对称变换算符的代数闭集。闭$SU(2)$李代数提供了宇称对称算符的标准本征值和本征态。证明了Jaynes-Cummings算子和反Jaynes-Cummings算子是对偶对称共轭的。对称或反对称线性组合的拉比哈密顿量和相应的对偶共轭产生熟悉的自旋相关的力驱动的玻色子,耦合只有或量子化的光模正交驱动的费米哈密顿量。它是建立有效的玻色子,费米子和耦合的唯一的哈密顿量是准确的,而不是近似形式的量子拉比哈密顿量,因为他们通常被解释。有效玻色子形式产生由原子自旋相关力驱动的光模动力学,而费米子形式产生由量子化光模正交相关力驱动的原子自旋动力学,从而提供了量子拉比动力学的完整图像。
2022-02-10 quant-ph
Detection of emitter-resonator coupling strength in quantum Rabi model via an auxiliary resonator
本文提出了一种通过引入辅助谐振腔来探测量子拉比模型中超强耦合区的发射极-谐振腔耦合强度的理论方案。我们将整个系统看作一个双模Rabi模型,并利用变换旋转波近似得到了系统的基态,该近似优于通常采用的旋转波近似.在这里,耦合强度检测通过监测辅助谐振器中的平均激发数和检测方案的灵敏度进行了分析讨论。
2018-09-20 quant-ph
Excited-state quantum phase transition in the Rabi model
Rabi模型是一个耦合到谐振子的二能级原子,它可以发生二阶量子相变(QPT)[M. - J. Hwang等人,Phys.Rev.Lett. 115,180404(2015)]。在这里,我们表明,拉比QPT伴随着临界行为在较高的能量激发态,即,激发态QPT(ESQPT)。我们推导出解析表达式的半经典态密度,这表明在对称性破缺(超辐射)阶段的临界能量本征值的对数发散。此外,我们发现态密度的对数奇异性导致系统中相关观测量的奇异性,如光子数和原子极化。我们证实了我们的分析半经典预测的ESQPT在拉比模型与其数值精确的量子力学解。
2016-07-01 quant-ph
Rabi transport and the other finite-size effects in one-dimensional discrete-time topological quantum walk
Adam Mickiewicz University(亚当·密茨凯维奇大学);University of Gdańsk(格但斯克大学)
本文研究一维离散时间拓扑量子行走中的Rabi输运及有限尺寸效应,通过解析与数值方法揭示了拓扑性质与尺寸依赖动力学间的关系,证明了有限尺寸效应导致的简并破缺会引发类Rabi输运,且该输运对无序具有鲁棒性。
2025-10-14 quant-ph
Multiphoton Quantum Rabi Oscillations in Ultrastrong Cavity QED
当一个原子与一个腔体强耦合时,两个系统可以通过相干拉比振荡交换一个单光子。这一过程使得精确的量子态工程和操纵原子和光子在腔中,这在量子信息和测量中发挥着核心作用。最近,一个新的制度腔QED已达到实验中的强度之间的相互作用的光和人造原子(量子比特)变得可比的原子跃迁频率或腔模式的共振频率。在这里,我们表明,这种制度可以强烈修改真空拉比振荡的概念,使量子比特和谐振器之间的多光子交换。我们发现,实验状态的最先进的电路QED系统可以经历两个和三个光子真空拉比振荡。这些反常的拉比振荡可以用来实现高效的Fock态光源和量子比特的复杂纠缠态。
2015-09-21 quant-ph
Periodic quantum Rabi model with cold atoms at deep strong coupling
本研究利用光晶格冷原子实验实现了周期性量子Rabi模型的深强耦合 regime 量子模拟,观测到布里渊区边界处的非常规动力学及极端耦合下的初态坍缩复苏,验证了相关理论预测。
2024-07-10 quant-ph
Asymptotic behavior of observables in the asymmetric quantum Rabi model
具有破缺宇称不变性的非对称量子拉比模型在整数情况下表现出谱简并,即当非对称参数等于振荡器频率的一半的整数倍时,从而暗示了模型的隐藏对称性和伴随的可积性。我们研究了每个本征态的自旋观测值的期望值,并观察到深强耦合制度下的渐近整数和非整数情况下的特征差异,这可以从量子比特分裂的微扰展开中理解。我们还构造了一个父哈密顿量,它的精确本征态具有与整数情形下非对称量子拉比模型的微扰本征态相同的对称性。
2017-11-09 quant-ph
Solution of the two-mode quantum Rabi model using extended squeezed states
利用扩展压缩态研究了具有双线性耦合的双模量子Rabi模型。我们推导出每个Bargmann指数$q$ %的$G$ -函数。它们与单光子和双光子量子拉比模型的$G$函数具有共同的结构。正则谱由$G$ -函数的零点给出,而双退化(例外)特征值存在的条件则通过提升性质以封闭形式获得。简单的奇异结构的$G$ -功能允许得出结论的分布特征值沿实轴,并了解频谱崩溃现象时,耦合达到临界值。
2015-07-29 quant-ph
Simulating Anisotropic quantum Rabi model via frequency modulation
各向异性量子Rabi模型是量子Rabi模型的推广,它允许其旋转项和反旋转项具有两个不同的耦合常数。它为我们理解量子光学、固体物理和介观物理的各种物理特性提供了一个基本模型。本文提出了一种在电路量子电动力学系统中通过周期频率调制实现各向异性量子Rabi模型的实验可行方案。由两个周期性驱动场调制的量子比特-谐振腔耦合系统可以导出描述可调谐各向异性量子拉比模型的有效哈密顿量。通过调节驱动场的初始相位、频率和幅值,可以调节模拟系统的所有有效参数。研究表明,周期驱动能够将色散区的耦合系统驱动到超强耦合区,甚至是深强耦合区。导出的有效哈密顿量使我们能够得到纯旋转项和反旋转项。数值模拟表明,这种有效哈密顿量在超强耦合区和强耦合区都是有效的。此外,我们的方案可以推广到多量子比特的情况。我们也给出了模拟系统在薛定谔猫态和量子门推广中的应用。该方案将为进一步研究耦合强度远离量子光学中的超强耦合和深强耦合区的各向异性更强的Rabi模型铺平道路。
2019-03-15 quant-ph
Deterministic generation of multi-photon bundles in a quantum Rabi model
本研究提出在量子拉比模型中利用Ξ型三能级原子与高斯脉冲驱动,通过受激拉曼绝热通道技术确定性产生反聚束多光子束的方案,为相关量子技术应用提供支持。
2023-03-27 quant-ph
Critical Quantum Metrology in the Non-Linear Quantum Rabi Model
光模与量子比特之间存在线性耦合的量子Rabi模型(QRM)模拟了消失模频率下的二阶相变,从而实现了少体系统中的临界增强量子精密测量.我们发现,包括一个非线性耦合项的QRM表现出更高的测量精度,由于其一阶类似相变在\emph{finite}频率,避免了有害的慢下来的影响接近临界点的线性QRM。当偏置项被添加到哈密顿量时,如果在电路QED平台中实现,则系统可以用作磁通计或磁力计。
2022-06-16 quant-ph
Spectral Collapse in the two-photon quantum Rabi model
谱塌缩是量子拉比模型的一个特征,是从离散谱到连续谱的转变。我们在光学相空间中的双光子量子Rabi模型中研究了这一现象,发现在所谓的简并量子比特区中,坍缩类似于以自由粒子势为跃迁点的从量子谐波到倒二次势的跃迁.在这种情况下,有可能为模型构造Dirac-可归一化的本征函数,这些本征函数表现出定义良好的奇偶性。在一般模型中,我们利用宇称在量子比特基上对角化系统,数值上发现量子比特频率并不改变谱崩塌发生的临界点。
2019-12-19 quant-ph
Critical Spectrum and Quantum Criticality in the Two-Photon Rabi-Stark Model
Zhejiang University(浙江大学);Nanjing University(南京大学)
本文研究了双光子 Rabi-Stark 模型的谱性质与量子临界性,通过精确解推导了完整谱坍缩条件,发现其连续量子相变的能隙指数属于全新的普适类,并揭示了非线性量子 Rabi 模型中的新谱现象。
2025-07-14 quant-ph
Cross-cavity quantum Rabi model
介绍了描述单个二能级系统与两个正交玻色子场相互作用的跨腔量子Rabi模型,并提出了利用二维双色第一边带驱动单个囚禁离子的量子模拟.我们提供了一个介绍性的调查模型,包括它的对角化的两个水平的系统基础,数值谱和它的特点,在弱,超强和深强耦合制度。我们还表明,退化场频率和平衡耦合的特殊情况下,允许我们铸造的模型作为两个宇称变形振荡器在任何给定的耦合制度。
2016-04-14 quant-ph
Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime
二能级系统与电磁场的耦合,其完全量子化的版本是量子拉比模型,是量子物理学的中心课题之一。当耦合强度足够大,达到场模频率时,接近深强耦合区,可以从真空中产生激发。在这里,我们证明了一个周期性的量子拉比模型中的两个能级系统的编码在布洛赫能带结构的冷铷原子的光学势的变种。用这种方法,我们实现了拉比耦合强度的6.5倍的场模式的频率,这是远远在深强耦合制度,并观察到一个子周期的时间尺度提高玻色子场模式激发。在测量记录的基础上的耦合项的量子拉比哈密顿,冻结的动力学揭示了小的频率分裂的两个能级系统,正如预期的耦合项占主导地位时,在所有其他的能量尺度,和复苏较大的分裂。我们的工作展示了一条在尚未探索的参数机制中实现量子工程应用的途径。
2023-02-22 quant-ph
Selective Interactions in the Quantum Rabi Model
我们证明了选择性的$k$光子相互作用的出现在强和超强耦合制度的量子拉比模型与斯塔克耦合项。特别是,我们表明,旋转和反转项之间的相互作用产生多光子相互作用,其共振频率取决于,由于斯塔克项,玻色子模式的状态。我们发展了一个分析框架来解释这些$k$光子相互作用,通过使用含时微扰理论。最后,我们提出了一种利用囚禁离子的内部自由度和振动自由度对含Stark项的量子Rabi模型进行量子模拟的方法,并结合实际物理参数进行了数值模拟,验证了该方法的有效性.
2020-03-31 quant-ph
All Optical Switch of Vacuum Rabi Oscillations: The Ultrafast Quantum Eraser
研究了单级联三能级量子发射体与微腔强耦合的全光时间控制。我们发现,只有特定的到达时间的控制脉冲成功地关闭拉比振荡。根据控制脉冲的到达时间,可以观察到各种奇异的非绝热腔量子电动力学效应。我们发现,只有特定的到达时间的控制脉冲能够突然关闭和打开腔光子的一阶相干性,而不影响它们的强耦合布居动力学。这种行为可以理解为量子互补性的表现。
2010-10-04 quant-ph
Phase-kicked control of counter-rotating interactions in the quantum Rabi model
我们提出了一个相互作用方案来控制量子Rabi模型中的反转项。我们表明,通过施加一系列的$π/2$相位踢一个二能级原子和一个单模量子化场,拉比模型的自然动力学可以中断的方式,可以显着增强反转的过渡。这通过由相位匹配条件确定的相位跳变的合适定时来实现。如果连续踢之间的时间是足够短的,我们的计划变成一个动力学解耦问题,其中的反旋转项的影响,可以强烈抑制在超强耦合。
2014-07-17 quant-ph
Generalized quantum Rabi model with both one- and two-photon terms: A concise analytical study
在电路量子电动力学系统中出现了一种具有单光子和双光子项的广义量子拉比哈密顿量。通常的宇称对称性在同时存在两种耦合时自然被打破,这使得分析处理变得复杂,即使在旋转波近似中也是如此。本文利用Bogoliubov算子对这一一般模型进行绝热近似,得到了本征值和本征态的一个非常简洁的解析解。虽然绝热近似仅在量子比特频率的消失极限下是精确的,但是在宽参数范围内,某些物理观测量的结果与数值结果吻合得很好。在行波近似中,我们还导出了解析本征解。在此广义模型的拉比振荡中发现两个主要的拉比频率。我们还将本文的分析理论应用于真空拉比分裂。研究发现,正是由于附加双光子耦合项的存在,才出现了一些新的现象。
2019-01-03 quant-ph
Thermodynamic Limit in the Two-qubit Quantum Rabi Model with Spin-Spin Coupling
本文研究具有自旋-自旋耦合的两量子比特量子拉比模型,通过引入由耦合与模频率无穷大比值决定的热力学类极限,揭示了该系统中二阶超辐射量子相变的发生。
2024-01-08 quant-ph
Quantum Zeno effect in the multimode quantum Rabi model
研究了多模量子Rabi模型(MQRM)的量子Zeno效应(QZE)和量子反Zeno效应(QAZE)。导出了腔模初始处于热平衡态时的生存概率衰减率的解析表达式。由于高频腔模引起的能量回流,观察到了从QZE到QAZE的交叉。此外,我们应用基于热场动力学(TFD)理论和矩阵乘积态(MPS)的数值精确方法研究了腔模压缩对MQRM的QZE的影响。讨论了压缩角、压缩强度和温度对生存概率衰减率的影响。
2019-04-08 quant-ph
Rabi oscillation in a quantum cavity: Markovian and non-Markovian dynamics
我们研究了量子腔中原子的拉比振荡,其中每个反射镜都是由一维波导附近的原子链形成的。这个建议是研究以前使用马尔可夫近似,其中由于两个腔镜之间的光的有限的旅行时间的延迟被忽略。我们表明,拉比振荡类似于高精细度经典腔获得的,只有当这个旅行时间是远远大于的时间尺度,其特征的集体响应的原子链。因此,必须考虑延迟,并且问题的动态本质上是非马尔可夫的。感兴趣的参数,如拉比频率和腔的损耗率由于光子泄漏通过反射镜获得。
2016-02-05 quant-ph
Quantumness and quantum to classical transition in the generalized Rabi model
该研究通过量子与经典描述的自由能差定义量子性,应用于多体Rabi模型,发现温度、普朗克常数及模型参数均影响量子到经典转变,并揭示不同模型和项的量子性差异,为表征QCT提供重要工具。
2023-11-12 quant-ph
Quantum Fluctuations of a Single Trapped Atom: Transient Rabi Oscillations and Magnetic Bistability
分离单个原子并监测其共振荧光是研究辐射与物质相互作用中量子效应的有力工具。在这里,我们提出了一个孤立的中性原子存储在磁光阱的量子动力学的观察。通过原子共振荧光中的光子关联,我们证明了与原子瞬态拉比振荡相对应的光子反聚束现象。通过对偏振敏感的光子关联,我们展示了一个新的解决量子涨落的例子:原子的自发磁取向。这些效应只能用单个原子观察到。
2000-03-22 quant-ph
Algebraic structure of the two-qubit quantum Rabi model and its solvability using Bogoliubov operators
通过分析光子数空间中的哈密顿量,我们发现了两量子比特量子Rabi模型的代数结构,从而揭示了其在有限光子数下的新的准精确解的可能性.在本征能量等于单光子能量\hbar ω的整个量子比特-光子耦合区中,存在最多含有$1$光子的准精确本征态,这一点可以从哈密顿结构中得到清楚的证明.用类似的方法,我们发现这些特殊的“暗态”类本征态普遍存在于两量子比特Jaynes-Cummings模型中,其中$E=N\hbarω$(N=-1,0,1,.),其中之一也是双量子比特量子Rabi模型的本征态,它可能以更简单的方式提供一些有趣的应用。此外,利用Bogoliubov算符,我们解析地得到了一般双量子比特量子Rabi模型的解。通过这种更简洁、更物理的方式,在不使用Bargmann空间的情况下,我们清楚地看到了无限维两量子比特量子Rabi哈密顿量的本征值是如何由收敛的幂级数确定的,从而使解由于收敛性而合理地达到任意精度。
2015-01-27 quant-ph
Nonclassical Photon-Bundle Correlations in Quantum Rabi Models
Zhejiang University(浙江大学);Zhejiang Normal University(浙江师范大学);Nanjing University(南京大学)
研究量子拉比模型及其扩展模型中光束非经典相关性,通过量子 dressed 主方程调控光-物质耦合强度,实现两光子束聚束与抗聚束的非经典转变,并通过各向异性耦合和非线性斯图拉交互增强光子统计行为。
2026-03-28 quant-ph
Defining the semiclassical limit of the quantum Rabi Hamiltonian
针对光物质相互作用Rabi模型量子到半经典转变缺乏严格理解的问题,本文提出在平移Fock态基下取极限直接推导半经典模型的方法,解决了相干态动力学与半经典Rabi振荡的差异,为量子-经典转变研究提供框架。
2024-03-26 quant-ph
Universal dynamics of superradiant phase transition in the anisotropic quantum Rabi model
研究了各向异性量子Rabi模型中超辐射相变的普遍非平衡动力学。通过引入位置算符和动量算符,利用微扰理论得到了正常相和超辐射相的基态及其激发能隙。我们解析地从激发能隙和临界点附近的发散长度尺度中提取了临界指数,发现临界指数与各向异性比无关。此外,通过模拟临界点附近的实时动力学,我们从相变延迟和发散的长度尺度中数值提取了临界指数,这与解析结果吻合得很好。我们的研究提供了一个动态的方式来探索量子拉比模型中的普遍临界行为。
2020-09-23 quant-ph
Symmetry operators of the asymmetric two-photon quantum Rabi model
当量子比特的偏置参数为重整化腔频率的偶数倍时,在非对称双光子量子拉比模型(tpQRM)的子空间中观察到了真实的能级交叉。一般来说,这样的水平交叉意味着隐藏的对称性的存在,因为偏置项正好打破了明显的对称性。在这项工作中,我们提出了一个Bogoliubov算子的方法(BOA)的非对称tpQRM推导出的对称性算子与隐藏的对称性层次。在我们的一般方案中,可以很容易地得到由低偏置李代数构成的显式对称算子。我们相信,目前的方法可以扩展到其他非对称拉比模型,以找到相关的隐藏对称性。
2022-10-26 quant-ph
Magnetic field fluctuations analysis for the ion trap implementation of the quantum Rabi model in the the deep strong coupling regime
在囚禁离子系统中,对量子拉比模型在深强耦合区的动力学行为进行了理论分析。可以认识到,这个制度的主要标志是崩溃和复苏的出现,其忠实的观察是现实的磁失相噪声阻碍。在这里,我们讨论了如何实现一个忠实的量子拉比模型在深强耦合制度,这是强大的对磁场波动,并在同一时间提供了一个大的可调谐性的模拟参数。这是通过将驻波激光器配置与连续动态解耦相结合来实现的。此外,我们研究的作用,振幅起伏发挥正确实现量子拉比模型使用所提出的方法。以这种方式,目前的工作进一步支持连续动态解耦技术在捕获离子设置忠实地实现不同的相互作用的动态的适用性。
2018-02-02 quant-ph
Full quantum treatment of Rabi oscillation driven by a pulse train and its application in ion-trap quantum computation
脉冲训练驱动下二能级系统的拉比振荡是量子计算中的一个基本过程。我们对该过程进行了完整的量子处理,并表明该过程的粒子数反转呈指数级崩溃,没有复兴现象,并且在每个周期都具有双脉冲结构。作为应用,我们研究了该过程在离子阱量子计算中的性质。我们发现,在Cirac-Zoller计算方案中,当驱动场的波长为$10^{-6}$ m量级时,在大约$10^2$控制非门之后,失效概率的下界为$10^{-2}$量级.该值近似等于容错量子计算中普遍接受的阈值。
2013-04-05 quant-ph
N-photon solutions to the two-qubit quantum Rabi model
本文研究了双量子比特量子Rabi模型,发现了最多包含N个光子的暗态解及特定渐近解,揭示了特殊情形下的恒定本征能量与能级交叉现象,为超强耦合量子信息处理提供了潜在应用。
2024-06-04 quant-ph
Persisting quantum effects in the anisotropic Rabi model at thermal equilibrium
本研究通过缀饰主方程分析各向异性Rabi模型,证明其量子关联和非经典态在热平衡下仍能持续存在,并区分了虚激发与量子性度量,为无需基态冷却的实验探索奠定基础。
2023-09-05 quant-ph
A continued fraction based approach for the Two-photon Quantum Rabi Model
本文研究了双光子量子拉比模型的谱函数和生存概率。这种方法允许数值精度与大截断数,从而探索的频谱崩溃。我们提供了独立的检查和校准的数值结果,通过研究一个完全可解的情况下,比较基本的定性结构的谱函数。我们强调,生存概率的大的时间限制为我们提供了一个指标的频谱崩溃,并提出了一种技术,用于检测该信号在当前和即将到来的量子模拟的模型。
2019-04-30 quant-ph