Origin of long-lived coherence and excitation dynamics in pigment-protein complexes
我们通过考虑离散声子模式来探讨长寿命量子相干性的机制：这些振动模式有效地削弱了激子与环境的相互作用，这是由于激子和振动子形成了新的复合物（极化子）。这随后证明了振动相干性的作用，这极大地有助于在飞秒实验中观察到的激子相干性的长寿命特征。用解析的方法给出了振动模拉长相干时间尺度的估计。为了验证我们的理论的有效性，我们详细研究了色素蛋白质复合物，探索能量转移和相干动力学。由非相干辐射产生的基态振动相干性被证明是长期存在的，并被证明是重要的，在促进激发能转移。这是由于详细的平衡打破，这漏斗激子的下山迁移所造成的系统的非平衡性。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Suspended Long-Lived NMR Echo in Solids
我们报道了在固体中偶极耦合核自旋系统中观察到的极长寿自旋态。“悬浮回波”实验使用简单的受激回波脉冲序列，并产生非平衡态，其寿命比自旋-自旋动力学的特征时间T2长许多数量级。大量的信息可以在这种长寿命状态下编码，以多自旋相关的形式存储，随后通过应用单个“读取”脉冲来检索。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hyper-acceleration of quantum thermalization dynamics by bypassing long-lived coherences: An analytical treatment
本文提出一种以小能隙为微扰参数的解析方法，用于求解马尔可夫量子耗散动力学，并据此展示通过精心制备初态相干来绕过长寿命相干、实现量子热化超指数加速的姆潘巴类效应。
2023-06-27 quant-ph
Long-lived quasi-stationary coherences in V-type system driven by incoherent light
我们提出了一个理论研究的噪声诱导的量子相干性在一个模型的三能级V型系统与非相干辐射，一个重要的原型广泛的物理系统，从囚禁离子到生物分子和量子点。通过求解V型系统的量子光学运动方程，我们得到了噪声诱导相干态的解析表达式，并证明了它们在大激发能级间距$Δ$（$Δ/γ\gg 1$，其中$γ$是辐射衰减率）的极限下表现出振荡行为.最值得注意的是，我们发现，在相反的限制小的水平间距$Δ/γ\ll 1$，适合于大分子，（a）cohesive可以生存任意长的时间$τ=(2/γ) (Δ/γ)^{-2}$，最终衰减到零之前，和（b）cohesive在短时间内可以是大量的。我们进一步表明，长寿命的相干性可以对环境松弛和退相干鲁棒，并讨论了量子热机的设计和生物系统的非相干光激发的影响。
2014-07-17 physics.chem-ph quant-ph
Long-lived Quantum Coherence between Macroscopically Distinct States in Superradiance
耗散环境的退相影响将宏观上不同的量子态（有时也称为薛定谔猫态）的线性叠加几乎立即减少到统计混合。这个过程称为退相干。以某种对称性耦合到环境可以导致缓慢的退相干。在这封信中，我们表明，大量的二能级原子的集体耦合到一个电磁场模式在一个腔，导致超辐射现象具有这样的对称性，至少近似。我们构造了仅在经典时间尺度上的宏观上不同的量子态的叠加，并提出了一个实验，其中非常缓慢的退相干应该是可观察的。
1999-03-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Long-lived elementary excitations and light coherence in topological lasers
将拓扑保护的手性光传输和激光放大相结合，产生了拓扑激光器，其操作不受制造缺陷和缺陷的影响，揭示了拓扑在新型非线性非厄米制度中的作用。本文研究了基于光子Half模型的拓扑激光器，该拓扑激光器选择性泵浦由饱和增益描述的手征边缘模。我们调查周围的平均场稳定状态和它们的后果的相干性的基本激发。特别是，我们表明，手性边缘模式的杂交引起长寿命的元激发，导致大的相位波动在发射光场和光相干性的降低。与拓扑平凡的激光器相比，元激发的寿命对拓扑激光器中的无序是鲁棒的。然而，寿命强烈地依赖于激射频率周围的边缘模色散。因此，寿命可以减少数量级的激光发射不同的边缘模式，导致抑制相位波动和更大的相干性的发射光。另一方面，振幅波动和二阶自相关函数同时适度增加。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Long-Lived Electronic Coherence in Dissipative Exciton-Dynamics of Light-Harvesting Complexes
在环境温度下的生物光捕获复合物的光谱中观察到的振荡信号的流行导致了对支持在嘈杂环境中通过较大分子的相干传输的机制的搜索。我们展示了一个通用的机制，支持持久的电子相干高达0.3 ps的温度为277 K。该机制依赖于频谱密度的两个属性：（i）一个大的耗散耦合到一个连续的高频振动所需的有效的传输和（ii）在零频率的频谱密度的小斜率。
2012-07-26 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Transporting long-lived quantum spin coherence in a photonic crystal fiber
将粒子限制在空芯光子晶体光纤中，为扩大粒子与光相互作用的距离和时间开辟了新的前景。然而，保持长寿命的量子自旋相干性和/或在波导中将其在宏观距离上传输仍然具有挑战性。在这里，我们展示了相干引导的85 Rb原子的基态叠加在一厘米范围内，数百毫秒内的空芯光子晶体光纤。退相干主要是由于光阱产生的残余差分光频移（DLS）和环境磁场的不均匀性引起的。我们的实验建立了一个多功能的平台，可以导致应用在量子信息网络和量子传感的物质波电路的重要一步。
2019-04-03 physics.atom-ph quant-ph
Origin of long-lived oscillations in 2D-spectra of a Quantum Vibronic Model: Electronic vs Vibrational coherence
我们表明，激子和振动运动的耦合在生物复合物可以提供机制来解释长寿命的振荡，已获得在非线性光谱信号的不同光合色素蛋白质复合物，我们讨论了激子与纯振动成分对这些振荡功能的贡献。考虑到二聚体模型耦合到一个结构化的谱密度，我们讨论了电子-声子动力学的基本方面，并通过分别分析不同的贡献的非线性信号，我们表明，对于现实的参数制度纯粹的电子相干性是相同的顺序作为纯粹的振动相干的电子基态。此外，我们展示了后者如何依赖于激子相互作用来体现。这些结果链接最近提出的微观，非平衡机制，以支持在环境温度下的长寿命的连贯性与实际的实验观察的振荡行为，使用2D光子回波技术，以证实电子和振动自由度的相互作用的光捕获聚集体的动态的根本重要性。
2013-09-02 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio.BM
Vibronic origin of long-lived coherence in an artificial molecular light harvester
自然和人工光收集过程最近获得了新的兴趣。生物系统的光谱信号中的持久相干性的签名已经被反复观察到，尽管它们的起源是一个正在进行的辩论的问题，因为目前还不清楚如何避免由于与这种系统中的噪声环境的相互作用而导致的相干性损失。在这里，我们报告的实验和理论验证的相干激子振动（电子振动）耦合的起源持久的相干性在人工光收获机，分子J-聚集。在这个宏观对齐的管状系统中，偏振控制2D光谱提供了一个不拥挤和特定的光学响应，作为深入理论描述的理想基础。我们推导出的解析表达式表明，在一般条件下，电子振动耦合导致延长激发态相干。
2015-07-12 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
The Physical Basis for Long-lived Electronic Coherence in Photosynthetic Light Harvesting Systems
在光合捕光系统中观察到的长寿命的电子相干性的物理基础是确定使用解析可溶性模型。三个物理特征被发现是负责其长的相干寿命：i）激子状态之间的小能隙，ii）激子状态之间的耦合的小比率的能隙，和iii）的事实，即分子特性的地方，即使在环境条件下的系统在一个有效的低温制度。利用这种方法，我们得到了二聚体模型的退相干时间，FMO参数为$\approx$ 160 fs（77 K）和$\approx$ 80 fs（277 K）。因此，显着的振荡被发现持续600 fs和300 fs，分别与实验和以前的计算。在室温下，发现PC 645具有类似的良好一致性，振荡持续400 fs。得到的解析表达式提供了直接洞察参数依赖的退相干时间尺度。
2011-10-05 physics.bio-ph quant-ph
Long-lived periodic revivals of coherence in an interacting Bose-Einstein condensate
我们观察到相互作用的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在Ramsey干涉仪中的相干性。平均场驱动的两个组件的集体振荡导致周期性的相移和相移的凝聚波函数与干涉条纹可见度的缓慢衰减。我们应用自旋回波同步的自重定相的凝聚体，以减少状态依赖的原子损失的影响，显着提高能见度高达0.75的演化时间为1.5秒。平均场论一致地预测比实验观察值更高的能见度。我们量化的经典和量子噪声的影响，并推断为2.8秒的相干时间为5.5e4相互作用的原子被困凝聚。
2011-08-23 cond-mat.quant-gas quant-ph
Long-lived quantum coherences in a V-type system strongly driven by a thermal environment
我们探讨了一个三能级V-系统与热浴相互作用的相干动力学，在该制度中，热激发发生得比自发衰变快得多。给出了Bloch-Redfield量子主方程的解析解，结果表明，强非相干泵浦可以在V-系统的激发态之间产生长寿命的量子相干性，其中$Δ/(\bar{n}γ)<f(p)$是激发态能级分裂，$γ$是自发衰变率，$\bar{n}\gg 1$是与泵浦强度成正比的有效光子占据数，并且$f(p)$是跃迁偶极子排列参数$p$的通用函数。在近平行跃迁偶极子（$p\to 1$）的极限中，相干寿命$τ_c = 1.34 (\bar{n}/γ) (Δ/γ)^{-2}$与$\bar{n}$成线性比例，并且相对于弱泵浦极限被因子$0.67 \bar{n}$增强[Phys. Rev. Lett. 113，113601（2014）; J. Chem. Phys. 144，244108（2016）]。我们还建立了长寿命的准定态的存在，它发生在过阻尼制度和影响的过程中的热化的V-系统与浴，减缓接近热平衡。在非平行跃迁偶极矩（$p<1$）的情况下，没有准定态形成，相干寿命急剧下降。我们的结果揭示了新的制度的长寿命量子相干动力学，这可以观察到在热驱动的原子和分子系统。
2017-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Atomistic study of the long-lived quantum coherences in the Fenna-Matthews-Olson complex
在生物光合作用系统中，电子能量传递过程中出现的长寿命量子相干性的物理起源已被大量的理论研究所阐明。虽然在许多方面是成功的，但几个广泛使用的描述仅包括蛋白质-发色团相互作用的有效处理。在这项工作中，通过结合全原子分子动力学模拟，含时密度泛函理论，和开放量子系统的方法，我们成功地模拟了Fenna-Matthews-Olson色素-蛋白质复合物的电子能量转移的动力学。由此得到的布居数特征拍频和量子相干性与实验结果和层次运动方程方法符合得很好。在两个不同的温度下，实验的吸收，线性和圆二色性光谱和退相速率恢复。此外，我们提供了一个扩展我们的方法，包括零点波动的振动环境。因此，这项工作提出了第一个步骤来解释激子量子相干性在光合捕光复合物的原子和分子描述的基础上的作用。
2011-12-09 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Dual epitaxial telecom spin-photon interfaces with correlated long-lived coherence
本研究通过自下而上外延薄膜平台，实现了双铒电信自旋-光子界面，同时获得毫秒级自旋相干和亚千赫兹光学退相干，为长距离量子网络奠定基础。
2023-10-11 quant-ph
Coherence and entanglement of inherently long-lived spin pairs in diamond
本研究发现金刚石中的碳-13自旋对是固有长寿命量子系统，借助NV中心实现高保真测量与完全操控，测得最长单个可控量子比特失相时间，还制备了纠缠态，为量子技术应用提供新平台。
2021-03-14 quant-ph
Nature does not rely on long-lived electronic quantum coherence for photosynthetic energy transfer
在光合作用的第一步骤期间，撞击太阳光子的能量被转换成捕光生物分子复合物的电子激发能。随后的能量转移到反应中心被理解为激子准粒子，其在小于100飞秒（fs）的典型时间尺度上在生物分子位点的网格上移动。自量子力学早期以来，这种能量转移被描述为具有经典占位概率的非相干福斯特跳跃，但具有量子力学确定的速率常数。这一正统的观点受到了芬纳-马修斯-奥尔森蛋白质超快光谱实验的挑战，在该实验中，报道了高达1.5皮秒的干涉振荡信号，并将其解释为异常长寿的电子量子相干性的直接证据。在这里，我们表明，在环境温度下的水溶液中的光学二维光子回波光谱的复杂的不提供任何长寿命的电子量子相干性的证据，但确认正统的观点，迅速衰减的电子量子相干性的时间尺度为60 fs。我们的研究结果没有暗示电子量子相干性在真正的光活性生物分子复合物中起任何生物功能作用。由于这种天然能量转移复合物相当小，并且具有结构明确的蛋白质，细菌叶绿素之间的距离与其他捕光复合物相当，我们预计这一发现是普遍的，并直接适用于更大的光活性生物分子复合物。
2016-10-26 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
A long-lived Zeeman trapped-ion qubit
我们证明了单囚禁$^{40}$ Ca $^+$离子的电子自旋叠加态的相干时间为2.1（1）~s。用自旋回波实验测量的相干时间对应于剩余均方根磁场波动$\leq$ ~2.7 $\times$ 10 $^{-12}$ ~T。通过将两层$μ$ -金属屏蔽与Sm $_2$ Co $_{17}$永磁体结合以产生0.37 mT的量化磁场来实现对由波动磁场引起的退相干的抑制，所述金属屏蔽在50 Hz至100 kHz的频率下将外部磁噪声降低20至30 dB。我们的结果将简单操作的自旋量子比特的相干时间扩展到超长的相干时间，到目前为止，只有在具有超精细结构的原子量子比特中观察到磁不敏感跃迁。
2016-06-23 quant-ph
Long-lived multilevel coherences and spin-1 dynamics encoded in the rotational states of ultracold molecules
本文利用魔数波长光镊实现超冷分子多个转动态间的长寿命相干，展示三态秒级相干、多参数估计与自旋-1动力学，并预测可扩展至十态。
2025-05-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Engineering long-lived entanglement through dissipation in quantum hybrid solid-state platforms
提出一种在固态量子比特系综中利用压缩固态浴的电磁噪声产生长寿命自旋压缩的方案，通过表面声波驱动铁磁浴进入非平衡压缩态，实现与自旋缺陷阵列的量子关联转移，为固态系统中产生鲁棒多体纠缠开辟新途径。
2025-04-04 quant-ph
Two atoms in dissipative cavities in dispersive limit: entanglement sudden death and long-lived entanglement
研究了两个空间分离的耗散腔中两个相干光场与两个二能级原子相互作用系统的纠缠动力学和相干性。特别是表明，纠缠猝死是在很短的相互作用时间内获得的。然而，经过长时间的相互作用后，两个原子之间的纠缠可以部分地保持，这就是说，两个原子之间的纠缠可以保持很长的时间。此外，两个原子的相干性不会在演化过程中丢失。
2009-12-23 quant-ph
Protecting coherence in the non-Hermitian two-level system
在耗散环境中构造了一个非厄米二能级系统（PT对称系统），研究了非厄米二能级系统中的量子相干性。结果表明，即使二能级系统的初态是非相干态，PT对称系统也能产生量子相干性。即使二能级系统与耗散环境相互作用，量子相干性也表现出长寿命的恢复，并且可以得到保护。我们发现随着耦合强度Ω的增加，二能级系统可以获得更多的相干性。我们应该指出，PT对称系统可以被看作是在耗散环境中产生长寿命量子相干性的一个很好的候选系统。
2016-12-26 quant-ph
The Avian Compass can be Sensitive even without Sustained Quantum Coherence
理论研究表明，存在的长寿的连贯性，在激进的对系统产生了问题的实用作用，持续的连贯性，在鸟类指南针。在这篇手稿中，我们调查了一个现实的多核自由基对系统，以及其敏感性的地磁场的相关问题。首先，我们发现在现实的超精细环境中，长寿命相干性的维持是不可能的。其次，探讨超精细相互作用对罗盘灵敏度的作用，我们将超精细各向异性确定为灵敏度的重要参数。因此，我们能够确定一个参数制度，即使没有持续的一致性，指南针将表现出灵敏度。
2018-05-22 quant-ph
Origin of Long-Lived Nuclear Spin States and Coherences in Aliphatic Chains Revealed by Relaxation Theory
École Normale Supérieure, PSL University, Sorbonne Université（巴黎高等师范学院，PSL大学，索邦大学）
研究人员通过Redfield弛豫理论明确脂肪链长寿命核自旋态与相干性的起源，构建通用框架实现非手性分子中多亚甲基链的相关态与相干性构建，为核自旋序保存及相关应用奠定基础。
2026-08-10 quant-ph
Long-lived selective spin echoes in dipolar solids under periodic and aperiodic pi-pulse trains
应用Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）$π-$序列对系统与环境进行动态解耦已在各种物理系统中得到广泛研究。当应用于偶极固体时，最近的实验表明，CPMG脉冲序列可以产生长寿命的自旋回波。虽然对于CPMG序列下这些长寿命自旋回波的起源仍存在一些争议，但普遍认为$π-$脉冲期间的脉冲误差是必要的要求。本文建立了描述偶极耦合自旋1/2系统在CPMG（$ϕ_{1},ϕ_{2}$）脉冲训练下自旋动力学的理论，其中$ϕ_{1}$和$ϕ_{2}$是$π-$脉冲的相位.从我们的理论框架来看，CPMG（$ϕ_{1},ϕ_{2}$）脉冲训练的传播子等效于具有相位$\pm\frac{ϕ_{2}-3ϕ_{1}}{2}$的单量子相干性的有效"脉冲“自旋锁定，其产生对应于长寿命回波的周期性准平衡。数值模拟，以及实验上的磁稀释，随机自旋网络中发现的C $_{60}$和C $_{70}$和非稀释自旋系统中发现的金刚烷和二茂铁，进行并确认从所提出的理论的预测。
2013-12-04 cond-mat.other quant-ph
Heavy-tailed open quantum systems reveal long-lived and ultrasensitive coherence
本文研究超越中心极限定理的重尾开放量子系统，通过扩展Ginibre酉系综建模系统-环境相互作用，揭示了无间隙谱等独特性质，打破了稳定性与敏感性的权衡，实现了长寿命和超敏感的量子相干性，为量子传感应用提供了理想平台。
2025-06-28 math-ph math.MP quant-ph
Long-lived driven solid-state quantum memory
我们研究了非均匀加宽自旋系综在连续动力学退耦条件下作为量子存储器的性能。连续驱动场的作用是双重的：首先，它从磁噪声中分离出单个自旋;其次，更重要的是，它抑制和重塑自旋系综的谱不均匀性。我们表明，一个连续的驱动场，这本身也可能是不均匀的合奏，可以大大提高衰减的尾巴的不均匀加宽分布。这一事实使得基于自旋系综的量子存储器能够利用腔保护效应并实现更长的存储时间。特别是，对于具有洛伦兹光谱分布的自旋系综，我们的计算表明，连续动力学解耦有可能提高其存储时间的数量级的最先进的实验参数。
2012-09-22 quant-ph
Long-lived quantum coherence in photosynthetic complexes at physiological temperature
光合天线复合体通过将激发转移到反应中心来捕获和集中太阳辐射，反应中心将来自光子的能量存储在化学键中。这个过程以近乎完美的量子效率发生。最近在低温下的实验已经揭示了相干能量转移--一种波状转移机制--发生在许多光合色素-蛋白质复合物中（1-4）。使用Fenna-Matthews-Olson天线复合体（FMO）作为模型系统，结合非相干和相干传输以及热失相的理论研究预测，环境辅助的量子传输效率在生理温度附近达到峰值;这些研究进一步表明，该过程相当于量子随机行走算法（5-8）。该理论要求在室温下具有长寿命的量子相干性，这在FMO中从未观察到。在这里，我们提出的第一个证据表明，量子相干性生存在FMO在生理温度至少300 fs，足够长的时间来执行一个基本的量子计算操作。这一数据证明，在77 K下发现的波浪状能量传递过程与生物功能直接相关。在显微镜下，我们将这种长的相干寿命归因于包裹发色团的蛋白质基质内的相关运动，并且我们发现蛋白质提供的保护程度在77 K和277 K之间似乎是恒定的。蛋白质塑造能量景观，并介导有效的能量转移，尽管热波动。在这些条件下，动态无序系统中量子相干性的持久性表明了一种新的仿生策略，用于设计可以在高温下运行的专用量子计算设备。
2010-01-28 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph
Long-lived coherences in strongly interacting spin ensembles
本文在稠密NV中心金刚石系综中使用类CPMG脉冲序列，揭示非理想旋转偏置通过线性有效场保护长寿命相干性，并据此定量表征无序、偶极相互作用及自旋物种密度。
2023-09-27 quant-ph
Strongly coupling a cavity to inhomogeneous ensembles of emitters : potential for long lived solid-state quantum memories
我们从理论上研究了腔模与连续分布的辐射源的耦合。我们讨论了发射极非均匀加宽对极化激元峰的存在性和相干性的影响。我们发现，它们的连贯性取决于至关重要的分布的形状，而不仅仅是它的宽度。在一定条件下，与腔的耦合保护极化激元态不受非均匀加宽的影响，从而导致基于发射体系综的量子存储器的存储时间更长。当两个不同的发射体系综耦合到谐振器时，它们支持一种特殊的集体暗态，这对于量子信息的存储也非常有吸引力。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum coherence in an all-solid-state dye-sentizied solar cell
本文将用半经典光-物质相互作用方法讨论已报道的新型全固态无机太阳能电池。该分子化合物将被一个三次二能级耦合量子系统处理。该系统的密度矩阵的运动方程将在线性近似下解析求解，并且由于某些状态的相干叠加，将获得与时间无关的非对角元素。这些元件代表了该电池的整体光学性能的重要组成部分。
2013-01-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sustained macroscopic quantum coherence in a superradiant solid under ambient conditions
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本研究在环境条件下实现固态超辐射脉泽，在金刚石氮-空位中心自旋与微波腔光子间建立长寿命宏观量子相干性，为多体关联量子光探索提供固态平台。
2026-08-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Long-lived qubit memory using atomic ions
在磁场B ~= 0.01194 T条件下，利用9 Be+原子离子量子比特的磁场无关超精细跃迁实现了一种稳健的量子存储.我们观察到，单个物理量子位存储器相干时间大于10秒，比以前的9 Be+实验提高了大约5个数量级。我们还观察到由两个纠缠物理量子比特组成的无消相干子空间逻辑量子比特的长相干时间，并讨论了每种量子比特的优点。
2005-04-11 quant-ph
A long-lived solid-state optical quantum memory for high-rate quantum repeaters
我们认为，长的光存储时间需要建立在大距离的高速率纠缠使用基于存储器的量子中继器。受这一结论的启发，我们研究了Tm：Y $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（Tm：YGG）在795.325 nm处的$^3$ H $_6$ $\leftrightarrow$ $^3$ H $_4$跃迁.最重要的是，我们表明，光学相干时间可以达到1.1毫秒，并且，使用激光脉冲，我们演示了基于原子频率梳协议的光学存储高达100 $μ$ s以及存储器衰减时间T $_M$为13.1 $μ$ s。讨论了如何缩小T $_m$测量值与其最大值275 $μ$ s之间的差距的可能性。此外，我们证明了量子态存储使用非经典光子对的成员。我们的研究结果显示了Tm：YGG在创建具有长光存储时间的量子存储器方面的潜力，并为构建扩展的量子网络开辟了道路。
2021-06-04 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Long-lived local quantum coherences from hydrodynamic large deviations
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, CNRS, ENS & Université PSL（巴黎高等师范学院物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院及巴黎文理研究大学）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University（普林斯顿大学电气与计算机工程系）
本文研究了量子相干在不同电荷扇区下的演化，揭示了在无噪声极限下谱间隙非微扰消失的现象，并计算了动力学单粒子格林函数的时空渐进行为。
2026-09-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
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
Long-lived local coherences at high temperature from frozen domain walls
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Geneva（日内瓦大学）
该研究针对满足量子群对称性的自旋链，提出一种机制，通过Mazur界等方法证明高温下其横向自旋自关联函数呈代数衰减，发现冻结畴壁可产生长寿命局域相干，突破一般混沌系统的相干衰减规律。
2026-10-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Long Lived NMR Signal in Bone
固体和刚性组织，如骨、韧带和肌腱，通常在磁共振成像（MRI）中显示为黑色，这是由于质子核磁共振（NMR）信号的寿命极短。这种短的寿命是由于固定的质子自旋之间的强偶极相互作用，这使得以足够的分辨率和灵敏度检测这些信号具有挑战性。在这里，我们展示了在皮质骨组织中激发长寿命信号的可能性，其签名与束缚水信号一致。相反，长期以来的信念，它进一步表明，偶极耦合网络是一个完整的要求，这些长寿命的信号的激励。这些信号的使用可以增强通过MRI以高灵敏度、分辨率和特异性可视化刚性组织和固体样品的能力。
2012-09-18 physics.med-ph quant-ph
Narrowband Biphoton Generation due to Long-Lived Coherent Population Oscillations
我们研究了在一个通过中间亚稳态衰变的泵浦二能级系统系综中由于四波混频效应而产生的成对光子。利用亚稳态到基态的缓慢布居弛豫，产生长寿命相干布居振荡，导致介质的窄带非线性响应。双光子具有窄的带宽、长的相干时间和长度，可以通过泵浦光场来控制。此外，双光子是反聚束的，反聚束周期由退相时间决定。在此期间，阻尼振荡的双光子波函数发生，如果泵浦失谐是非零的。
2010-07-22 physics.optics quant-ph
The effect of spin-lattice relaxation on multiple-quantum NMR coherences in solids
本文发展了低温下双偶极耦合自旋系统中多重量子相干性的自旋-晶格弛豫唯象理论。得到了多量子NMR相干强度随自旋-晶格弛豫时间的变化规律。结果表明，当采用近邻相互作用近似时，该理论也适用于有限自旋链。应用这一理论估计退相干过程对量子纠缠及其涨落的影响作了简要的讨论。
2011-10-05 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
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
Electron charge coherence on a solid neon surface
本文从理论上研究了固体氖表面电子电荷量子比特的退相干机制，发现声子诱导的表面位移和介电常数调制是主因，计算表明相干时间比现有实验结果至少长一个数量级，揭示了巨大的实验改进空间。
2025-08-09 quant-ph
Probing Electron-Hole Coherence in Strongly-Driven Solids
高次谐波产生（HHG）是一种相干光学过程，其中入射光子能量被上转换为其初始能量的倍数。在固体中，在强激光场的影响下，产生电子-空穴（e-h）对，随后在光周期的一小部分内被驱动到高能量和动量。这些动力学通过带内电流和带间极化将包括源材料的非平凡拓扑性质的能带结构编码为高次谐波谱。在这个过程中，受驱动的电子和空穴之间的退相可以显著降低HHG效率。在这里，我们利用这一功能，并把它变成一个测量的电子-氢相干强驱动固体。利用预抽运脉冲，我们首先对单层二硫化钼进行光掺杂，然后研究了强红外脉冲引起的高次谐波。我们观察到明显的抑制HH强度，这变得更加明显，随着订单。基于量子模拟，我们将这种单调的阶数依赖性归因于超快电子-空穴退相的特征，这导致了带间极化的指数衰减，与e-h对的子周期偏移时间成正比。我们的研究结果证明了多体效应的重要性，如密度相关的退相干在高次谐波和探测强驱动系统中的电子-空穴相干性提供了一个新的平台。
2021-09-09 physics.optics quant-ph
Multiple-pulse coherence enhancement of solid state spin qubits
我们描述了如何通过应用设计的电子自旋共振脉冲序列来延长固体中的局域电子自旋（即固态自旋量子比特）的自旋相干时间。特别地，由于由核自旋触发器动力学的非马尔可夫时间波动引起的电子自旋共振频率的谱扩散而引起的自旋回波衰减可以使用类似于核磁共振中的Carr-Purcell-Meiboom-Gill脉冲序列的多脉冲序列来强烈抑制。在GaAs量子点和Si：P量子计算机结构中，使用具有偶数个脉冲的复合序列可以将自旋相干时间增强4-10倍。
2007-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
A long-lived capacitively shunted flux qubit embedded in a 3D cavity
我们报道了一个具有长相干时间的三维电容分流超导磁通量子比特的实验实现。在最佳通量偏置点处，量子比特展示出在60-90 $μ$ s范围内的能量弛豫时间，以及约80 $μ$ s的哈恩回波相干时间，其可以通过动态解耦进一步改善。量子比特能量弛豫可以归因于准粒子隧穿，而量子比特失相是由远离最佳点的通量噪声引起的。我们的研究结果表明，3D c-分流磁通量子比特表现出比其他类型的磁通量子比特更好的性能，这对于诸如量子磁强计和自旋传感等应用是有利的。
2019-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherence Time of a Solid-State Nuclear Qubit
我们报告了使用高功率RF去耦技术的NMR实验，以表明室温下固体硅晶体中的29-Si核自旋量子比特可以在10^9个岁差周期内保持量子相位。我们报告的相干时间比任何其他观察到的固态量子比特都长四个数量级以上。在高质量晶体中，这些时间受到残余偶极耦合的限制，并且可以通过同位素耗尽进一步改善。在缺陷重的样品中，我们提供了1/f噪声限制的退相干的证据。这些结果为基于固态核自旋的量子存储器和基于硅的量子计算机的提议提供了见解。
2003-09-23 cond-mat quant-ph
Vibrational structures and long-lasting electronic coherence
最近的观测拍信号的光合复合物的激发能转移动力学已被解释为证据的持续coherency是足够长的寿命的能量运输和相干共存。在生物过程中利用相干性的可能性开辟了物理学和生物学界面上探索的新途径。然而，这些长期存在的相干性的微观起源仍有待发现。在这里，我们提出了这样一个机制，并验证它的系统环境动力学的数值精确模拟。至关重要的是，环境波动的非平凡的光谱结构，特别是离散的振动模式，可以导致振荡能量传输和电子相干性的时间尺度上的可比性的激发能运输的产生和维持。这表明蛋白质环境的非平凡结构在生物过程中的一致性中起着比以前认为的更重要的作用。
2012-09-03 cond-mat.soft physics.bio-ph quant-ph
Long-lived mesoscopic entanglement outside the Lamb-Dicke regime
我们在线性离子阱中建立了单个$^{40}$ Ca $^+$离子的自旋和运动的纠缠态。运动部分由大间距、长相干时间的相干态组成。通过使用反向传播的激光束驱动运动来创建状态。我们从理论上研究和实验上观察到的行为以外的Lamb-Dicke制度，在相空间中的轨迹被修改，相干态成为压缩。我们直接观察到了轨道返回时间的变化，并由此推断出压缩效应。观察到的介观纠缠$Δα= 5.1$相干时间为170微秒和平均声子激发$\nbar = 16$。
2006-11-02 quant-ph
Quantum Sensing via Large Spin-Clusters in Solid-State NMR: Optimal coherence order for practical sensing
Indian Institute of Science Education and Research（印度科学教育与研究学院）
本研究通过固态核磁共振中的大自旋簇实现高灵敏度量子传感，揭示了最优相干阶数对提升传感效率的关键作用。
2025-11-29 quant-ph
Composite Dipolar Recoupling: Anisotropy Compensated Coherence Transfer in Solid-State NMR
在粉末样品的固态NMR光谱中，偶极-偶极耦合驱动的相干转移实验的效率受到核间矢量相对于外部磁场的取向的分散的限制。在这里，我们介绍了一般的设计原则和脉冲序列，接近全偏振转换效率的所有微晶取向的粉末中的魔角旋转实验。该方法补偿由于取向依赖偶极耦合相互作用和不均匀的射频场引起的相干散焦。补偿方案非常简单地实现为补偿脉冲的支架（梳），其中可以插入要改进的脉冲序列。补偿的程度可以调整，并且应该作为整个脉冲序列的效率和长度之间的折衷来平衡。数值和实验数据表明，该补偿方案显着提高了已知的偶极再耦合固态NMR实验的效率。
2006-01-04 quant-ph
Long-lived oscillatory incoherent electron dynamics in molecules: trans-polyacetylene oligomers
我们确定了一个有趣的功能，通过计算检查的\emph{trans} -聚乙炔低聚物的分子系统的电子振动动力学。在这里，通过电子振动相互作用，导带中的电子的衰减共振地激发价带中的电子，反之亦然，导致两个不同的电子状态之间的电子布居的振荡交换，其寿命高达数十皮秒。这种振荡结构使人联想到量子态之间的拍频模式，并强烈暗示存在长寿命的分子电子相干性。然而，重要的是，电子相干特性的详细分析表明，振荡结构产生于一个纯粹的非相干过程。这些结果是通过传播耦合动力学的电子和振动自由度的混合量子经典研究的苏-施里弗-Heeger哈密顿聚乙炔。不相干的过程被示出发生在简并电子状态与不同的电子配置，间接耦合通过第三辅助状态的振动相互作用。讨论了如何在分子中构造电子叠加态，使其对退相干具有真正的鲁棒性。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Spin-phonon decoherence in solid-state paramagnetic defects from first principles
金刚石和六方氮化硼中的顺磁缺陷具有独特的自旋和光学特性，使它们成为原型固态量子比特。尽管这些自旋量子比特的相干性受到自旋-声子弛豫的严重限制，但对这一过程的全面理解尚未实现。在这里，我们应用从头算自旋动力学模拟这个问题，并定量再现实验的自旋弛豫时间和自旋相干时间的温度依赖性。我们表明，低频的零场分裂的双声子调制负责自旋弛豫和退相干，并指出在2维材料的振动的性质作为其较短的相干时间的罪魁祸首。这些结果为固态顺磁缺陷中自旋-声子退相干提供了一种新的解释，为正确解释实验结果提供了一种新的策略，并为加速设计新的自旋量子比特铺平了道路。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Robust millisecond coherence times of erbium electron spins
本研究报道了氧化钇中铒电子自旋的毫秒级相干时间，通过极化顺磁杂质和定制动态退耦序列，实现了长达7.1 ms的相干时间，为量子存储提供了有前景的平台。
2022-07-06 quant-ph
