Extremely subradiant states in a periodic one-dimensional atomic array
研究了具有横向和纵向跃迁偶极矩的周期二能级原子链的亚辐射集体态。我们表明，在没有开放衍射通道的情况下，通过适当地选择链周期，对于给定数量的原子，可以获得长寿命的亚辐射态的横向偏振。这些高度次辐射态的线宽随着原子数的增加而减小，比以前显示的要快得多。此外，我们的研究表明，即使原子之间存在额外的相互作用通道，也存在这样的状态，即它们通过例如光波导的波导模式相互作用。我们开发了一个理论框架，允许从每个集体本征态的贡献来描述系统的光谱特性，我们表明，subradiant状态表现在透射和反射光谱，允许观察相互作用引起的透明度在一个非常窄的光谱范围。这种长寿命的集体态可能在纳米光子学和量子光学中找到潜在的应用。
2020-01-25 quant-ph
Dynamic population of multiexcitation subradiant states in incoherently excited atomic arrays
本文提出在偶极耦合量子发射体有序阵列中，通过非相干驱动且仅初始激发半数原子，实现多激发亚辐射态的瞬态生成，并分析了相干相互作用对制备概率的影响。
2023-05-08 quant-ph
Scalable solid-state quantum processor using subradiant two-atom states
我们提出了一种实现的可扩展的，高性能的量子处理器，其量子位表示的有效二聚体的基态和亚辐射态的两个能级系统的共振偶极-偶极相互作用耦合对。二聚体以可控的纳米级间隔注入低温固体基质材料中。两量子比特纠缠依赖于二聚体之间的相干激发交换，或者由外部激光场介导。
2002-05-28 quant-ph
Phase-imprinted multiphoton subradiant states
我们提出在二能级原子阵列中产生多光子亚辐射态并研究其荧光性质。这些多光子态最初是从定时迪克态创建的。然后我们可以使用塞曼或斯塔克场梯度脉冲在原子上压印线性增加的相位，这个相位压印过程使系统统一地演化到多光子亚辐射态。荧光从事长程偶极-偶极相互作用，这源于耗散中的系统-储层耦合。我们从本征模中定位了一些亚辐射多光子态，并表明光学厚原子阵列最适合于制备具有最低衰减率的状态。这种相位印记过程使得多光子亚辐射态的量子态工程成为可能，并实现了光子量子比特在二能级原子中的潜在量子存储。
2017-06-03 quant-ph
Subradiant-to-Subradiant Phase Transition in the Bad Cavity Laser
我们证明了在坏腔激光器中稳态超辐射的出现之前，在稳态亚辐射的两个不同相位之间存在耗散相变。这种转变的特征是腔输出功率和平均原子反转的非解析行为，以及集体原子反转方差的不连续性。特别地，对于低于临界值的再泵浦速率，腔输出功率被强烈抑制，并且不随原子数增加，而当原子数高于该值时，腔输出功率与原子数成线性比例。值得注意的是，我们发现，原子是在一个宏观纠缠的临界区域附近的稳定状态与消失的分数的非纠缠原子的大原子数限制。
2021-03-12 physics.atom-ph quant-ph
Subradiant edge states in an atom chain with waveguide-mediated hopping
我们分析了一个系统的拓扑结构和动力学性质的两个链的相同的发射耦合到波导，其导模诱导全到全的激发跳跃。我们发现，在单激发极限下，描述系统相干动力学的哈密顿量的体拓扑性质与一维Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的体拓扑性质相同。然而，由于交换相互作用的长程特征，我们发现体边界对应减弱。这是说明的变化的本地化长度和质量间隙的边缘状态遇到的，因为我们改变晶格常数和链之间的偏移。最有趣的是，我们分析确定参数制度的边缘状态出现完全本地化的链的边界，独立于系统的大小。这些边缘状态不仅对链中原子的位置无序具有鲁棒性，而且还具有亚辐射性，即，动态稳定，即使在不可避免的耗散过程的存在下，建立波导QED系统的对称性保护的拓扑相位的实现能力。
2022-09-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Bound and Subradiant Multi-Atom Excitations in an Atomic Array with Nonreciprocal Couplings
当多激发态原子与波导界面的导模强耦合时，原子的集体衰变在空间中成为亚辐射和束缚态。在这个界面上，我们通过Kubo累积展开分析了它们的平均密度-密度和修正的三阶关联，这些关联可以产生并持续很长时间。保形二聚体和三聚体的原子激发出现在最次辐射耦合制度的光诱导偶极-偶极相互作用。这导致在编码的非互易自旋扩散中的量子信息处理和量子存储的潜在应用，其中其扩散速度取决于激发原子之间的初始相干性并且对它们的相对相位波动是鲁棒的。在这个接口中，状态相关的光子路由也是可行的。
2021-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of Subradiant Atomic Momentum States with Bose-Einstein Condensates in a Recoil Resolving Optical Ring Resonator
根据Cola，Bigerni和Piovella的理论方案，在反冲分辨光学环形腔中，对玻色-爱因斯坦凝聚体中亚辐射原子动量态的形成进行了实验研究.原子从侧面被包含两个频率分量的激光泵浦。它们共振驱动三个离散原子动量态之间的腔辅助拉曼跃迁。在几百微秒内，系统就演变成一个稳定的次辐射状态。在这种状态下，凝聚体形成两个密度光栅，适于将泵浦场的两个频率分量反射到谐振器中。两个分量相消地干涉，使得散射被有效地抑制。在0 ~ 2.1的范围内，观察到了两个泵浦分量的不同振幅比下的一系列次辐射态。结果用平均场近似下的三态量子模型很好地解释了。
2018-11-06 physics.atom-ph quant-ph
Completely subradiant multi-atom architectures through 2D photonic crystals
受最近在一维波导附近捕获的原子操纵方面的进展以及出于同样目的在压电衬底上使用表面声波的启发，我们展示了二维平台的潜力。我们利用原子在具有正方形对称性的光子晶体平板附近的定向发射来建立两个远距离原子的完美亚辐射态，这在二维中仅对具有反射边界的有限晶格是可能的。我们还展示了如何设计大规模并行一维阵列的原子以上的单晶，有用的多端口输出的非经典光，通过开发相消干涉的引导共振模式，由于有限的尺寸效应。发射的方向性示出是存在的，每当一个线性的等频流形是存在于晶体的色散关系。多原子的辐射特性可以从一个简单的主方程的串扰系数，我们比较精确的原子晶体动力学，显示其预测能力。
2017-11-22 quant-ph
Subradiant emission from regular atomic arrays: universal scaling of decay rates from the generalized Bloch theorem
无限周期排列的二能级原子中偶极-偶极相互作用的厄米部分产生一个单激发态能带。在这封信中，我们表明，色散关系，$ω_k-ω_{k_\ex} \propto (k-k_{\ex})^s$，附近的无限系统的带边导致存在的次辐射态的有限一维阵列的$N$原子的衰变率缩放为$N^{-(s+1)}$。这解释了最近发现的$N^{-3}$缩放，它导致预测的幂律缩放具有更高的权力为特殊值的晶格周期。对于在二聚发射体阵列中的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）拓扑模型的量子光学实现，拓扑跃迁所固有的带隙闭合改变了色散关系中的$s$的值，并且将子辐射态的衰减速率改变了许多数量级。
2020-10-26 quant-ph
Loss induced collective subradiant Dicke behaviour in a multiatom sample
本文报道了$N$二能级原子与电磁场池耦合并紧密位于有耗腔中的精确动力学。在我们的方法的背景下，发现和非常透明的解释稳态辐射捕获效应。我们证明了在$N$原子-腔系统中初始只注入一个激发，损耗机制渐近地驱动物质样品朝向长寿命的集体次辐射Dicke态。所扮演的角色的紧密性的$N$原子相对于这样的合作行为被带到光和仔细讨论。
2004-06-24 quant-ph
Signatures of optical phase transitions in super- and subradiant arrays of atoms
与物质相互作用的共振光可以支持可极化介质的不同相位，以及两个这样的相位共存的光学双稳性。在这里，我们确定的光学相变和光学双稳态映射到平面阵列的冷原子散射光的签名。提出了在超辐射和光锥外存在的极端次辐射态下探索这类系统的方法。的协同阈值和强度制度的内在光学双稳性，由共振偶极-偶极相互作用单独支持，推导出在几种情况下的利益分析。亚辐射态比超辐射态需要更低的强度，但对于非平凡相的存在有更强的协同性。透射光揭示了相变和双稳态的发生，这是由平均场论预测的，因为相干和非相干信号和滞后的大跳跃。在量子解决方案中，相变的痕迹被确定在增强的激发能级种群的量子涨落。
2020-07-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Subradiant Bell states in distant atomic arrays
我们研究了两个相距较远的单层量子发射体阵列作为二能级原子的集体“自由空间”辐射特性。我们表明，该系统可以支持一个长寿命的贝尔叠加态的原子激发表现出强烈的亚辐射，这对应于一个非本地激发的两个阵列。我们描述了这些态的制备及其作为非局域纠缠源在量子信息中的应用，包括量子存储器阵列之间高保真度的确定性量子态传输。我们讨论了实验实现使用冷原子的光阱阵列与亚波长间距，并分析了不完善的作用。
2019-03-07 quant-ph
Preparation of decoherence-free, subradiant states in a cavity
量子系统退相干的原因可以追溯到与环境的相互作用。正如迪克首先指出的那样，在一个由N个二能级原子组成的系统中，每个原子都单独地偶极耦合到环境中，存在集体的亚辐射态，它们与光子模没有偶极耦合，因此它们预计会衰减得更慢。这种性质也意味着，这些类型的状态，形成一个N-1维子空间的原子子系统，也退相干较慢。我们提出了一个计划，将创建这样的国家。首先，将两能级原子置于强失谐腔中，激发其中一个原子，称为控制原子。原子-腔场耦合系统的时间演化导致了原子的适当纠缠态。通过在明确定义的时刻施加后续激光脉冲，可以将原子状态驱动到子辐射中，即。例如，消相干自由子空间当光子的平均数达到一定值时，结果与腔的状态无关。条件分析表明，用现有的原子-腔相互作用实验技术，该方案是可行的。
2001-06-06 quant-ph
Observation of coherent coupling between super- and subradiant states of an ensemble of cold atoms collectively coupled to a single propagating optical mode
本文讨论了通过单一传播光模耦合的原子系综的量子态的演化。我们从理论上证明了N个原子的量子态，它们最初是在定时Dicke态中制备的，通过所有N - 1个相对于传播模是亚辐射的态演化。我们预测这一过程会发生任何原子数和任何原子光耦合强度。这些发现得到了冷铯原子耦合到光学晶体的倏逝场进行的测量的支持。我们通过实验观察到的合奏通过前两个subradiant状态的状态的演变，导致突然的，暂时的开关的光功率发射到太阳能电池。我们的结果有助于从根本上理解集体原子-光相互作用，并适用于所有的物理系统，其描述涉及定时Dicke状态。
2021-12-20 physics.optics quant-ph
Quantum interference initiated super- and subradiant emission from entangled atoms
计算了相对距离大于发射波长的纠缠原子系统的辐射特性。我们发展了一种量子多径干涉的方法，可以解释超辐射和亚辐射，尽管纠缠态的偶极矩为零。我们推导出一个公式的辐射强度在不同的干扰途径。我们进一步展示了如何干扰导致定向发射的原子准备在对称的W-状态。作为我们工作的副产品，我们展示了如何迪克的经典结果可以理解的干扰途径。与以前的工作对合奏的原子，我们专注于有限数量的原子准备在良好的特征状态。
2011-09-12 quant-ph
Strongly subradiant states in planar atomic arrays
本研究针对量子信息处理中原子系抵御自发辐射退相干的需求，理论分析自由空间有限平面量子发射器阵列的强亚辐射态形成机制，发现正方阵列的本征态辐射损耗与原子总数呈$N_{tot}^{-5}$标度关系。
2023-10-10 quant-ph
Cooperative single-photon subradiant states
我们提出了一组可以在一维光晶格中制备和检测的亚辐射态。我们发现，衰减率是高度依赖于空间相位印记的原子链，这给出了系统的调查亚辐射的荧光实验。这些状态的时间演化可以有很长的衰变时间，其中对于一百个原子预测高达一百毫秒的寿命。它们还可以显示出衰减的拉比振荡，其拍频由子空间中合作兰姆位移的差异决定。实验要求也讨论了实际实施的subradiant状态。我们的方案提供了一种通过制备和探测亚辐射态实现光子在二能级原子阵列中量子存储的新方案，为在光晶格中制备量子多体态和进行量子信息处理提供了可能.
2016-06-21 quant-ph
Tunable bandwidth and nonlinearities in an atom-photon interface with subradiant states
单光子水平的光学非线性是构建高效光子-光子门和实现量子网络的关键特征。这样的光学非线性可以使用理想的二能级系统获得，例如耦合到光学腔的单个原子。然而，虽然有效，但是这样的原子-光子界面呈现由自发发射时间确定的固定带宽，并且因此由腔增强的两级跃迁的光谱宽度确定，从而阻止了到单个量子网络中的带宽失配的原子系统的有效传输。在目前的工作中，我们提出了一个可调的原子-光子界面，利用两个略有不同的原子系统的直接偶极偶极耦合。研究表明，当与腔模弱耦合并通过偶极-偶极相互作用直接耦合时，两个微失谐原子系统的次辐射模是光学可寻址的，并呈现出宽的可调谐带宽和单光子非线性。
2018-07-11 physics.optics quant-ph
Demonstration of strong coupling of a subradiant atom array to a cavity vacuum
本研究实验证明，在未驱动高精细度腔中，冷原子阵列通过相消干涉实现亚辐射，强集体耦合导致真空拉比劈裂及显著偏振旋转，展示了强耦合真空场的独特效应。
2025-06-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Super- and subradiant emission of two-level systems in the near-Dicke limit
本文分析了在Dicke极限附近全同二能级原子系统中超辐射态和次辐射态的稳定性，当原子之间的距离比共振光的波长更近时。系统的动力学研究使用重整化主方程，无论是多极和最小耦合相互作用计划。我们表明，这两种模型导致相同的结果，并在对比未重整化模型，预测的（共同对齐）偶极子的相对取向是不重要的迪克限制。我们的主方程是相关的偶极耦合的二能级原子的任何系统，并给出了紧密间隔的原子的偶极-偶极相互作用的强度上的界限。对小原子系统在Dicke极限附近的精确计算表明，强偶极-偶极相互作用产生的演化导致发射时间增加。然而，对于大量的原子在近迪克极限，它表明，随着原子数的增加，偶极-偶极相互作用对集体发射的影响减少。
2008-06-16 quant-ph
A subradiant optical mirror formed by a single structured atomic layer
光与物质相互作用的高效和多功能界面是量子科学的重要基石。基于量子发射器的结构化亚波长阵列中光子介导的偶极-偶极相互作用的丰富相互作用，最近提出了一种控制光-物质相互作用的全新途径。在这里，我们报告的直接观察的合作副辐射响应的二维（2d）正方形阵列的原子在光晶格。我们观察到一个光谱狭窄的集体原子反应远低于量子限制衰变到自由空间的单个原子。通过空间分辨光谱测量，我们表明，该阵列作为一个有效的反射镜形成的只有一个单层的几百个原子。通过调节阵列中的原子密度和改变粒子的有序性，我们能够控制阵列的合作响应，并阐明空间有序和偶极相互作用对系综集体性质的相互作用。阵列外原子的布洛赫振荡使我们能够动态地控制原子镜的反射率。我们的工作展示了基于原子结构集合的高效光学超材料工程，并为在单量子水平上利用光和新颖的光-物质界面实现受控多体物理铺平了道路。
2020-01-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Modifying cooperative decay via disorder in atom arrays
该研究探究空间无序对不同维度原子阵列及半波导中亚辐射态衰变率的影响，发现无序通常无法提升自由空间亚辐射态寿命，反而加速衰变，但可通过调控原子间距设计特定亚辐射态。
2024-01-26 quant-ph
Concentrated subradiant modes in one-dimensional atomic array coupled with chiral waveguides
该研究提出耦合两个相反手性波导的倾斜一维原子阵列非厄米系统，发现与亚辐射模式相关的非厄米趋肤效应及亚辐射漏斗效应，为开放量子系统非厄米现象研究提供新路径。
2022-10-12 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Tunable Topologically-protected Super- and Subradiant Boundary States in One-Dimensional Atomic Arrays
单光子超辐射和亚辐射对于量子存储和量子信息具有重要意义。我们研究了在具有可调相位的空间周期性磁场作用下的一维原子阵列，这为揭示具有合成维数的奇异二维拓扑现象提供了一个独特的物理方面。发现了一种与强长程相互作用的非厄米物理相联系的蝴蝶型非平凡能带结构。它导致对拓扑保护的边缘状态，表现出强大的超级或subradiance行为，本地化的边界处的原子阵列。这项工作开辟了一条途径，探索一个相互作用的量子光学平台与合成维度指向潜在的影响，量子传感以及超分辨率成像。
2019-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooperative light scattering from helical-phase-imprinted atomic rings
本文从理论上研究了由带有轨道角动量的单光子激发产生的超辐射态和次辐射态的光散射。随着这种螺旋相位印在原子阵列的堆叠环上，子辐射模式在远场中显示出方向性的侧向散射，从而允许光准直和光的量子存储。对于线偏振激发，我们发现了离散的$C_4$旋转对称性，对于原子数$N$ $=$ $4n $和整数$n$，而对于任意$N$的圆偏振，方位角和$C_N$对称性分别出现在超辐射模和次辐射模。当考虑径向极化和方位极化时，散射图样会发生模移。当沿激发方向叠加环时，超辐射模的前向散射增强，而对于次辐射模，当沿径向增加更多的同心环时，方位角和极角的散射变窄。通过设计原子的空间分布和激发偏振态，螺旋相位印迹亚辐射态可以调整原子的辐射特性，在定向超辐射和亚辐射中可以检测到，在量子信息操作中具有潜在的应用价值。
2018-01-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stochastic electrodynamics simulations for collective atom response in optical cavities
我们通过随机电动力学模拟研究了单模光腔中原子系综的集体光学响应，其中包括原子位置相关性、内部能级结构以及腔耦合强度和原子密度的空间变化的影响。在低光强度的限制下，模拟精确地再现了冷原子的完整量子场论描述，在较高的光强度下，我们引入了原子饱和度的半经典近似，并与两个原子的精确解进行了比较。我们发现，集体亚辐射模式的原子，具有非常窄的线宽，可以耦合到腔场的原子跃迁频率的空间变化，并在低强度下解决，并表明，它们可以专门驱动定制的横向泵浦光束。我们表明，腔的光学响应，特别是子辐射模式的轮廓和腔模式的共振位移，可以用作诊断工具的原子的位置相关性，因此原子量子多体相位。在高光强下，量子效应在窄次辐射模共振附近最为显著。虽然光学腔通常可以通过光限制强烈增强量子涨落，我们表明，半经典近似的随机电动力学模型提供了至少一个定性的协议，即使在存在显着饱和的原子外的次辐射模共振的精确光学响应。
2017-08-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Collectively induced transparency and absorption in waveguide QED with Bragg atom arrays
本文研究非均匀频率 Bragg 原子阵列中的集体量子效应，揭示亚辐射与超辐射态干涉导致透明，并发现低自由空间耗散下的集体诱导吸收及多频调控。
2024-07-06 quant-ph
Dimerization of many-body subradiant states in waveguide quantum electrodynamics
本文研究了一维波导中光子与原子阵列耦合的亚辐射态，研究了具有大激发填充因子$f$的强相互作用多体体系。我们引入了一个广义的多体纠缠熵的基础上精确的数值对角化，其次是高阶奇异值分解。这种方法使我们能够可视化和理解多体量子态的结构。我们揭示了随着$f$的增加，费米化亚辐射态的击穿，在临界点$f=1/2$出现短程二聚反铁磁关联，在$f>1/2$亚辐射态完全消失.
2021-06-17 physics.optics quant-ph
Free-Fermion Multiply Excited Eigenstates and Their Experimental Signatures in 1D Arrays of Two-Level Atoms
一维亚波长原子阵列显示出多重激发的亚辐射本征态，这使人联想到自由费米子。到目前为止，这些状态已经与衰变率为$\propto N^{-3}$的次辐射态相关联，N是原子的数量，这从根本上阻止了通过光学手段检测它们的费米子特征。在这封信中，我们表明，自由费米子状态通常出现时，带的单激发态有一个二次色散关系的带边，因此，也可以得到辐射，甚至超辐射状态。一维阵列有自由费米子多激发本征态，通常是subradiant或（超）辐射，我们表明，一个简单的变换行为之间的两个家庭。基于这种对应关系，我们提出了不同的方法来制备它们，并分析了它们在光学检测中的实验特征。
2022-03-05 quant-ph
Heralded Free-Electron Writing of the Most Subradiant State in an Atomic Array
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Department of Physics, Friedrich-Alexander University (FAU) Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学物理系）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
该研究提出用自由电子作为量子写入器，通过匹配波矢与包络，可高保真制备原子阵列的最亚辐射态，还能激发平行原子链的强亚辐射反对称态。
2026-08-05 physics.optics quant-ph
No oscillating subradiant correlations in a strongly driven quantum emitter array
理论研究了波导中强驱动二能级原子阵列的含时关联，发现强相干驱动能抑制原子态间的亚辐射振荡关联，该极限与原子数无关，并通过数值与解析分解给出了严格证明。
2025-09-17 physics.optics quant-ph
Subradiance-protected excitation spreading in the generation of collimated photon emission from an atomic array
我们展示了如何在一个二维阵列的冷原子的初始本地化的辐射激发可以转换成高定向相干光发射的光通过保护整个阵列的激发在subradiant集体本征模的寿命的数量级长于一个孤立的原子的传播。我们演示了如何达到两个这样的强烈subradiant模式，一个统一的所有的偶极子振荡的相位垂直于平面和反铁磁模式，其中每个偶极子是$π$的相位与其最近的邻居。激发，它可以由一个单一的光子，然后从受保护的次辐射本征模释放通过控制塞曼能级位移的原子。因此，在所有方向上发射的原始局域激发被转移到离域亚辐射保护激发，光子的概率发射仅沿着垂直于原子平面的轴。这种受保护的扩展和定向发射可以潜在地用于链接量子信息或量子计算架构中的级。
2020-03-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Optical control of collective states in 1D ordered atomic chains beyond the linear regime
本文提出利用V型三能级原子组成的一维链作为时变超材料，突破亚辐射态与辐射解耦的限制，实现吸收、存储和按需发射，并证明非线性区双激发态可从超辐射态相干转移至亚辐射态，为纠缠的光学表征开辟道路。
2023-05-26 physics.optics quant-ph
Topologically protected subradiant cavity polaritons through linewidth narrowing enabled by dissipationless edge states
本文提出利用一维原子阵列的拓扑带隙和无耗散边缘态，在回音壁模式谐振器中实现线宽极窄、寿命显著延长的亚辐射腔极化激元，为拓扑工程量子态提供新途径。
2023-08-08 physics.optics quant-ph
Dispersionless subradiant photon storage in one-dimensional emitter chains
本文研究亚波长一维二能级发射体晶格中的单光子亚辐射存储，提出利用单光子光谱平坦区段和虚光子交换相互作用角度依赖的两种方案，实现数百倍于单发射体寿命的高保真无色散存储。
2024-01-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Arrays of strongly-coupled atoms in a one-dimensional waveguide
我们研究了一维波导中规则间距原子之间的合作光学耦合，使用分解的亚辐射和超辐射集体激发本征模，直接数值解，和解析传输矩阵方法。我们说明了如何通过波导传输光的光谱，包括窄Fano共振的出现，可以理解的本征模的谐振特性。我们描述了一种基于超辐射和亚辐射模式的方法来设计波导的光学响应和存储光。通过控制波导中原子的能级移动，将原子激发态转移到辐射共振线宽为零的次辐射集体模，实现了光的停止。此外，我们获得了一个精确的解析解的情况下，通过波导的透射光的原子的规则晶格，并提供了一个简单的描述，当晶格间距接近，但不完全相等，光的波长的一半时，光的传输可能会出现大的共振位移。在数值模拟中很容易量化实验缺陷，例如原子位置的波动和波导中的光损失，这产生了原子阵列的光学响应倾向于具有随机原子位置的气体的响应的自然结果。
2017-08-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Single Photon Superradiance and Subradiance as Collective Emission From Symmetric and Antisymmetric States
本文研究N个共振二能级原子的单光子集体发射，利用对称与非对称态正交基分析超辐射、亚辐射及纠缠，并给出激光诱导亚辐射分量和纠缠出现阈值1/N。
2023-09-25 quant-ph
Subradiance-protected excitation transport
我们探讨激发输运内的一维原子链的原子过渡偶极耦合到自由辐射场。当原子之间的距离小于或等于跃迁的波长时，虚光子的交换导致激发通过晶格的传输。尽管这是一个强耗散系统，但我们发现输运是亚辐射的，即激发寿命比单个原子长几个数量级。特别是，我们表明，一个子空间的频谱是由subradiant状态形成的线性色散关系，这使得在很长的距离与几乎为零的衰减率的波包dispersionless运输。此外，群速度和方向的运输可以控制通过外部均匀磁场，同时保持其subradiant字符。该系统的简单性和多功能性，以及对无序的鲁棒性，使其相关的一系列应用，如无损能量传输和长时间光存储。
2019-05-01 quant-ph
Most Subradiant Bound Photon Pairs from Chirality-Mediated Dispersion Softening
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Key Laboratory of Metasurfaces for Light Manipulation（上海光操控超表面重点实验室）
研究手性耦合原子阵列中的亚辐射束缚态，揭示手性相互作用通过色散软化机制使束缚态成为最亚辐射双激发态，并证明束缚态衰减率与带曲率的关系。
2026-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Quasi-flat band enables subradiant two-photon bound states
在一维Dicke模型下，研究了二能级原子阵列波导中束缚二粒子激发的辐射寿命。最近，Zhang等人[arXiv：1908.01818]在数值上发现了当阵列周期$d$等于光波长的$1/12$ th [$λ_0$ ]时，束缚对寿命的意外的急剧最大值。我们揭示了一个严格的转换，从非厄米哈密顿与远程辐射耦合的最近邻耦合模型的辐射损失只在边缘。这自然解释了长寿命的难题：对于$d=λ_0/12$，束缚光子对的有效质量也会发散，阻碍光子通过边缘逃逸。我们还链接的振荡的寿命与原子数的非单调准平带色散的束缚对。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
From superradiance to subradiance: exploring the many-body Dicke ladder
本文报道了稠密二能级原子系综集体辐射的时间分辨研究。我们比较，在相同的样品，建立的超辐射和次辐射的合奏时，由强激光驱动。这使我们能够测量作为时间函数的超辐射态和次辐射态的种群动态。特别是，我们证明了建立在时间的subradiant状态通过superradiant动力学。这说明了动力学的多体密度矩阵的超辐射系综的二能级原子时，偏离理想条件的迪克超辐射对称性禁止人口的次辐射状态。
2021-12-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Interference-Protected Subradiance and Bound States in Nested Atomic Arrays
Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）
本文提出利用Minkowski求和构造设计原子阵列，生成具有内在相关性的近似无序结构，实现模式选择性辐射耦合，增强亚辐射和束缚态的稳定性，为原子波导和电路QED实验提供新的方法。
2026-04-11 physics.optics quant-ph
Long persistent anticorrelations in few-qubit arrays
本文从理论上研究了少量子比特阵列中光子反聚束的两种机制，其中一种基于亚辐射态，另一种不依赖亚辐射态，并给出了自由空间和波导耦合阵列的优化参数示例，实现了远长于单原子自发辐射寿命的持续反关联。
2023-07-06 quant-ph
Single Photon Subradiance: Quantum control of spontaneous emission and ultrafast readout
最近的工作表明，共振二能级原子系综的集体单光子辐射，即单光子超辐射，是一个丰富的研究领域。本文讨论了超辐射的另一面，即亚辐射。单光子亚辐射态对集体自发发射是潜在稳定的，并且可以具有超快读出。特别是它示出了多少原子集体效应提供了一种新的方式来控制自发发射的准备和亚辐射和超辐射状态之间的切换。
2015-09-21 quant-ph
Topological Edge States and Collective Radiation in a One-Dimensional Atomic Chain
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔技术大学）
研究一维双原子链量子发射体的拓扑与集体辐射，通过非厄米SSH模型揭示亚辐射、超辐射及边缘态，并分析其远场辐射特性。
2026-09-09 cond-mat.other quant-ph
Optical response of atom chains beyond the limit of low light intensity: The validity of the linear classical oscillator model
弱相干光入射下的原子可以看作是耦合的经典线性振子，支持亚辐射和超辐射集体激发本征模。我们确定的有效性的限制，这\emph{linear classical oscillator model}在不断增加的强度的驱动器通过解决量子多体主方程的相干和非相干散射从一个链的被困原子。我们发现，从线性经典振子模型的偏差敏感地依赖于共振线宽$\upsilon_α$的集体本征模激发光，与强度在发生重大偏差缩放作为幂律的$\upsilon_α$。线性经典振子模型则在次辐射集体激发的强度比超辐射激发的强度低得多的情况下变得不准确，其中七个原子的示例系统导致两种情况之间的临界入射光强度相差30倍。通过单独激发本征模，我们发现，这个临界强度有一个$\upsilon_α^{2.5}$标度较窄的共振和更强的相互作用系统，而它接近一个$\upsilon_α^3$标度较宽的共振和当偶极-偶极相互作用减少。的$\upsilon_α^3$标度也对应于半经典的结果，其中原子之间的量子涨落已被忽略。我们研究的情况下，完美的模式匹配的驱动器和驻波驱动器的情况下，这两种情况之间的显着差异只出现在非常subradiant模式和位置的法诺共振。
2020-02-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Suppression of Local Decay in non-Markovian Waveguide QED
针对亚辐射态仍受局域环境影响的问题，提出构建非马尔可夫波导QED系统，利用延迟相互作用实现极低衰变率，还发现自干涉可自发产生类似效应且能通过合作耦合增强，为长寿命量子器件研发提供新思路。
2024-07-09 quant-ph
Quantum-discord-induced superradiance and subradiance in a system of two separated atoms
研究了X型量子态中两个分离原子的集体辐射性质。研究表明，在不存在原子间量子纠缠的情况下，用量子不和谐（QD）度量的量子关联可以诱导和增强双原子系统的超辐射和亚辐射。我们还通过讨论二阶关联函数研究了光子在超辐射和亚辐射中的量子统计特性。特别地，当两个分离原子的初始态为量子点不为零的Werner态时，我们发现超辐射区的辐射光子呈现出非经典的亚泊松统计，并且亚泊松统计的程度随着量子点数量的增加而增加，而次辐射区的辐射光子具有亚泊松或超泊松分布，泊松统计依赖于QD的量和方向角。在亚辐射区，我们预测了量子点诱导的光子统计从超泊松到亚泊松的跃迁。这些结果为量子点作为量子资源的应用提供了新的思路。
2013-12-03 quant-ph
Super- and Sub-radiance from Two-dimensional Resonant Dipole-dipole Interactions
本文从理论上研究了二维油藏中共振偶极-偶极相互作用（RDDI）产生的超辐射和亚辐射。2D RDDI的显著特征表明其长程行为与自由空间中的RDDI在定性和定量上都有所不同。我们研究了单激发对称态在二维RDDI下的超辐射性质。这种状态也允许在比跃迁波长长得多的距离内发生次辐射衰变，显示出长程原子-原子关联。我们进一步研究了亚辐射态的动力学，它可以通过在原子阵列上压印空间相关相位来获得。我们的研究结果展示了在受限的2D储层中工程光-物质相互作用的丰富机会，并在量子光存储和单激发态操纵的应用中有希望。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Subradiance in dilute atomic ensembles: Role of pairs and multiple scattering
我们数值研究了弱脉冲激发后静止原子荧光的慢（亚辐射）衰减。我们表明，在线性光学制度和几个自然线宽的激发失谐，缓慢的衰减速率可以占主导地位的近对原子（二聚体）形成超辐射和次辐射状态。然而，对于足够大的共振光学深度和以后的时间，动力学是由集体多体效应。在这个制度中，我们研究的偏振和光谱的发射光，以及激发样品内部的空间分布，作为一个函数的时间在衰减动力学。这些可观测量的行为与近共振光的辐射捕获所预期的一致。这一发现揭示了稀释样品中的亚辐射，通过提供基于系统的光行为（多重散射）的解释，这与更常用的集体原子迪克态的图像是互补的。
2021-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Subradiance in a Large Cloud of Cold Atoms
自Dicke关于原子系综的自发辐射的相干性的开创性论文以来，超辐射已被广泛研究。亚辐射，相反，一直难以捉摸，主要是因为亚辐射态是弱耦合的环境，是非常敏感的非辐射退相干processes.In这里，我们报告的实验观察到的亚辐射在一个扩展和稀释的冷原子样品中含有大量的粒子。我们使用远失谐的激光来避免多次散射，并观察激光束突然关闭后的时间衰减。在大部分荧光快速衰减之后，我们检测到一个非常缓慢的衰减，其时间常数长达单个原子激发态自然寿命的100倍。这个subradiant时间常数与协同性参数成线性比例，对应于样品的共振光学深度，并且与激光失谐无关，正如从耦合偶极模型所预期的那样。
2016-03-23 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Subradiance generation in a chain of two-level atoms with a single excitation
本文研究单激发下N个二能级原子链的亚辐射产生机制，通过求解耦合偶极方程并利用广义Dicke态分析动力学过程，讨论不同初始激发条件及弱激光开关激发对亚辐射生成的影响。
2025-07-19 quant-ph
Extreme subradiance from two-band Bloch oscillations in atomic arrays
原子阵列提供了一个重要的量子光学平台，光子介导的偶极偶极相互作用，它可以被设计来实现量子信息处理的关键应用。这种应用的主要障碍是激发态的快速衰减。通过控制原子阵列在外加磁场作用下的两波段Bloch振荡，我们证明了在有限尺寸的原子阵列中，奇异亚辐射可以在比自发衰变时间大12个数量级的时间尺度上实现并维持.关键的发现是显示了一种方法，用于防止激发态的波包散射到自由空间光锥内的耗散区，从而导致激发停留在亚辐射态非常长的衰减时间。我们证明了这种操作可以通过在原子阵列中引入来自外部磁场的空间线性势，然后操纵沿相反方向的互连两带Bloch振荡来实现。我们的研究结果还指出了超辐射态和亚辐射态之间可控切换的可能性，这导致了量子存储的潜在应用。
2023-03-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
