Nonlinear quantum optics for spinor slow light
本文研究了双原子里德堡态的双三脚架原子-光耦合方案中单量子水平上的量子非线性效应。在这样的方案中，相干耦合到强相互作用里德堡态的慢光代表一种双分量或旋量光。该方案为控制和操纵光量子提供了额外的可能性。所提出的设置的一个显着特点是，它结合了自旋慢光的自旋-轨道耦合与光子之间的相互作用，即使在双光子失谐为零时，也能够产生第二探测光束。此外，如果单光子失谐具有相反的符号，则光子之间的相互作用可以变为排斥。这与单阶梯原子-光耦合方案不同，在单阶梯原子-光耦合方案中，只要控制光束的拉比频率不是太大，光子之间的相互作用对于正失谐和负失谐都是吸引人的。
2018-07-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interferometric sensitivity and entanglement by scanning through quantum phase transitions in spinor Bose-Einstein condensates
最近的实验已经证明了在可调的二次塞曼位移存在下，通过铁磁自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体的量子相变的准磁驱动来产生纠缠。我们分析，在Fisher信息，干涉值的纠缠可通过这种方法。除了Twin-Fock阶段的实验研究，我们揭示了第二个政权，在破碎的轴对称相，它提供了海森堡缩放的量子费舍尔信息，可以达到较短的时间尺度。我们确定最佳的酉变换和实验可行的最佳测量处方，最大限度地提高干涉灵敏度。我们进一步确定的Fisher信息是强大的非绝热性和测量噪声。最后，我们表明，准绝热纠缠制备方案承认更高的灵敏度比基于快速猝灭的动力学方法。
2017-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum walks and quantum simulations with Bloch oscillating spinor atoms
提出了一种在受驱动光晶格中实现超冷旋量原子Dirac方程的量子步行器和量子模拟器的方案。原子物质波的动力学的精确控制可以使用时间相关的外力来实现。如果力依赖于原子的自旋状态，动力学将纠缠的内部和外部的自由度，这为量子信息和量子模拟提供了独特的机会。在这里，我们介绍了一种方法来实现量子步行的基础上的状态依赖的自旋原子的运输和内部状态的相干驱动。在弱驱动的极限下，动力学等价于1+1维中的狄拉克粒子。因此，它成为可能，以模拟相对论效应，如Zitterbewegung和克莱因隧道。
2010-10-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Supersensitive quantum sensor based on criticality in an antiferromagnetic spinor condensate
本文研究了宏观磁化强度固定的横向磁场中的反铁磁玻色-爱因斯坦凝聚体。该系统表现出两种不同的临界行为对应于从极性到破轴对称和从反铁磁到破轴对称相的转变取决于磁化强度的值。我们利用这两种类型的系统关键性作为资源的控制参数值的精确估计。我们用量子费舍尔信息来量化可达到的精度。我们证明了超灵敏度，并表明，精度尺度与原子数高达$N^4$左右的关键。此外，我们研究了基于误差传播公式的精度，提供了简单的测量信号，符合其标度与量子费舍尔信息。最后，我们考虑到非零温度的影响，并表明，子散粒噪声的灵敏度估计的控制参数是可以实现的低温限制。
2020-05-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Tailored generation of quantum states in an entangled spinor interferometer to overcome detection noise
我们从理论上研究了如何在旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中通过自旋变化碰撞产生的纠缠原子态可以被设计和可控地准备用于原子干涉测量，该原子干涉测量对常见的技术问题是鲁棒的，例如有限的检测器分辨率。我们使用的自旋变化碰撞过程的分析和数值处理，以证明触发纠缠碰撞与一个小的经典种子，而不是真空波动导致更强大的和优越的灵敏度时，技术噪声占，尽管所产生的原子状态理想地具有较少的计量有用的纠缠。我们的研究结果是相关的理解纠缠原子态是如何最好地设计和生成用于量子增强的物质波干涉。
2021-10-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
A route to non-Abelian quantum turbulence in spinor Bose-Einstein condensates
本文计算研究了自旋为2的玻色-爱因斯坦凝聚体在三阱阱中的碰撞动力学。取决于初始状态旋量波函数的成分内和成分间的相对相位，三个凝聚段的碰撞产生许多可能的涡旋-反涡旋晶格之一，之后系统过渡到量子湍流。我们发现，新兴的涡格结构可以描述的多波干涉。我们表明，三段碰撞可以用来系统地产生交错的涡旋-反涡旋蜂窝晶格的分数电荷涡旋，其碰撞动力学是已知的非阿贝尔。这样的凝聚对撞机实验可能被用作一个可控的途径，以产生非阿贝尔超流湍流与网络的涡流梯级。
2014-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Condensation and thermalization of an easy-plane ferromagnet in a spinor Bose gas
对自旋的广泛控制使得自旋电子学成为未来可扩展量子器件的有希望的候选者。对于自旋超流体系统的产生，有必要详细了解相干性和弛豫的建立。然而，为了确定稳健的相干特性和忠实地见证热化的相关参数，需要直接访问空间和时间分辨的自旋观测值。在这里，我们研究的热化的易平面铁磁体采用均匀的一维旋量玻色气体。建立在原始控制的准备和读出，我们证明了动态出现的自旋场的长程相干性和验证自旋超流性的实验测试朗道的标准。我们揭示了紧急准粒子的结构：一个“无质量”（希格斯）模式，和两个“无质量”（戈德斯通）模式-明确的和自发对称性破缺的后果，分别。我们的实验允许第一次观察到热化的易平面铁磁玻色气体，我们发现协议的相关动量分辨可观的热预测从底层微观模型内的Bogoliubov近似。我们的方法和结果铺平了道路，在大型磁自旋系统的凝聚动力学的定量理解和纠缠和拓扑激发的作用，其热化的研究。
2022-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Complex Kerr Geometry, Twistors and the Dirac Electron
克尔-纽曼自旋粒子与狄拉克电子有着显著的关系，并且具有一个可达旋量结构，这是基于克尔定理确定的克尔同余的twistorial描述。我们考虑这种旋量-twistorial结构和Dirac方程的旋量之间的关系，并表明Dirac方程可以自然地作为控制Kerr几何的twistorial结构的主方程而被纳入Kerr Schild形式主义中.其结果是，狄拉克电子获得了扩展的时空结构，具有清晰的坐标描述与自然纳入的引力场。狄拉克波函数和克尔几何之间的关系是通过一系列链接实现的：{ \it狄拉克波函数$ \Rightarrow $复数克尔-纽曼源$ \Rightarrow $克尔定理$ \Rightarrow $实克尔几何。结果，波函数获得了“序参量”的角色，它控制着克尔-纽曼时空的自旋、动力学和双态极化。
2008-03-11 gr-qc hep-th quant-ph
Atomic Interferometry with Spin-Orbit-Coupled Spin-1 Condensates
East China Normal University（华东师范大学）；Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学）；Mohammed VI Polytechnic University（穆罕默德六世 polytechnic 大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出利用Ramans dressed Bose气体进行量子干涉仪方案，通过自旋-动量锁定实现非线性原子干涉测量，提供可控的自旋混合动力学和空间分辨相位读取。
2026-09-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Excited state quantum phase transition and Loschmidt echo spectra in a spinor Bose-Einstein condensate
在实验可实现的量子多体系统中识别激发态量子相变的动力学特征有助于理解激发态量子相变的动力学效应。在这样的系统中，高度可控的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）为研究ESQPT提供了一个特殊的平台。在本工作中，我们利用Loschlaughter回波谱研究了自旋- $1$ BEC中ESQPT的动力学特性。Loschirton回波谱是著名的Loschirton回波谱的推广，定义为初始哈密顿量的演化态和激发态之间的重叠。我们发现，无论是时间演化和长时间平均的Loschlord回波谱经历了显着的变化，作为系统通过ESQPT的临界点。此外，在临界点处的Loschirst回波谱所表现出的特殊行为可以作为探测ESQPT的动态探测器。我们进一步演示了如何捕捉ESQPT的功能，通过使用与时间演变和长时间平均的情况下，分别与Loschirst回波频谱的能量分布。我们的研究结果有助于进一步验证的有用性的Loschirst回波谱见证各种量子相变在多体系统中，并提供了一种新的方法来实验研究ESQPT的动力学后果。
2023-03-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Analytic Solutions to Coherent Control of the Dirac Equation
一个简单的框架狄拉克旋量的参数化容许量子动力学，并解析构造电磁场，服从麦克斯韦方程组，产生所需的演变。特别是，我们展示了如何实现无色散旋转和平移的波包。此外，这种形式主义可以处理电磁之外的控制交互。这项工作揭示了狄拉克方程在控制应用中意想不到的灵活性，这可能为量子技术开辟新的前景。
2017-10-10 math.OC quant-ph
Characterizing dynamical phase transitions in a spinor Bose-Einstein condensate via quantum and semiclassical analyses
本研究通过量子和半经典分析，在自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中表征了两种动力学相变，揭示了其与经典系统分界线的关联，并验证了半经典方法的有效性。
2023-10-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universal dynamics of the entropy of work distribution in spinor Bose-Einstein condensates
本文研究铁磁自旋or玻色-爱因斯坦凝聚体在有限时间内跨越量子相变时功分布熵的演化，发现其随驱动时间呈现三个区域，其中中等时间区域满足Kibble-Zurek普适幂律标度，大时间区域按τ^{-2}lnτ衰减，为研究量子多体非平衡动力学提供了新途径。
2024-07-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
SU(2) hyper-clocks: quantum engineering of spinor interferences for time and frequency metrology
1949年，拉姆齐的分离振荡场的方法被详细阐述，数十年来提高了原子钟的性能，并成为非常高精度光谱测量的标准技术。这种干涉方法的推广，提出了取代两个单一的相干激发任意复合激光脉冲。利用SU（2）群的泡利矩阵基描述了单脉冲作用下二能级系统状态矢量的旋转。然后，它被推广到多个激励脉冲的递归欧拉-罗德里格斯-吉布斯算法描述了不同的旋转轴的旋转组合物。推导了与时钟干涉信号相关的相移的一般解析公式。作为例证，基于三脉冲和五脉冲询问协议的超时钟进行了研究，并显示出非线性立方和五次灵敏度的剩余探针引起的光位移。所提出的形式主义是非常适合于优化复合相移量身定制的量子算法，以设计新一代的光学频率标准和强大的工程控制的原子干涉AMO物理与冷物质和反物质。
2022-05-09 physics.atom-ph quant-ph
Permutation symmetry in spinor quantum gases: selection rules, conservation laws, and correlations
考虑自旋和空间自由度可分离的全同任意自旋粒子多体系统。它们的本征态可以通过杨氏图进行分类，对应于非平凡的排列对称性（超出了传统的对称-反对称态的范式）。本文得到了（a）附加不可分的选择规则（取决于自旋和坐标）$k$ -体相互作用：与转变的初始和最终状态相关联的杨氏图可以通过在它们的行之间重新定位不超过$k$框而不同;以及（b）相关规则：如果$k$超过相关杨氏图中的列数（对于玻色子）或行数（对于费米子），则$k$粒子的本征态平均局域相关消失。它还阐明了由于置换对称性而守恒的量的物理意义--在1929年，狄拉克确定了那些具有对称群特征的量--将它们与实验上可观察到的几个粒子的相关性联系起来。结果提供了一种控制对称群的多维非阿贝尔表示纠缠态形成的方法。这些状态可以在量子计算和计量学中找到应用。
2014-11-13 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions in Spinor Quantum Optical Lattices
Instituto de Física, LSCSC-LANMAC, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）
研究通过长程相互作用探索自旋量子光学晶格中的磁性竞争与自旋纠缠，利用精确对角化和密度矩阵重整化群模拟分析系统性质。
2022-01-17 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Efficient Quantum Algorithm for Computing n-time Correlation Functions
我们提出了一种计算任意旋量，费米子和玻色子算子的n次关联函数的方法，包括一个有效的量子算法，该算法将这些相关性编码在最初添加的辅助量子位中，用于探测和控制任务。对于旋量系统和费米子系统，任意n次关联函数的重构需要测量两个辅助观测量，而对于玻色子变量，则需要测量相同观测量的时间导数。最后，我们提供的例子适用于不同的量子平台的线性响应理论的框架。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Optically driven spin precession in polariton condensates
本研究针对自旋极化激元凝聚体自旋相干性受粒子间相互作用限制的问题，通过对空间旋转非对称激子库的射频调制实现全光驱动自旋进动，消除退极化，获得数GHz进动与仅受泵浦源频率漂移限制的相干时间，为自旋电子学等应用提供新方案。
2023-05-05 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Control, competition and coexistence of effective magnetic orders by interactions in Bose-Einstein condensates with high-Q cavities
Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
研究通过高Q腔体中BEC的相互作用控制有效自旋BEC的磁序配置，展示通过调整光场几何和相互作用实现磁序竞争与相分离动态，为磁材料模拟提供可控参数的实验平台。
2025-05-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
