Inter-Particle Correlations in the Dissipative Phase Transition of a Collective Spin Model
本文研究驱动-耗散集体自旋模型稳态的粒子间关联，通过PPT判据数值分析发现纠缠在相变点达峰且两相间均存在，低纯度相传统方法难检测，量子失谐随系统进入低纯度相单调上升，揭示耗散与量子关联、纠缠的关系。
2023-08-25 quant-ph
Quantum simulation of dissipative collective effects on noisy quantum computers
耗散集体效应在量子物理学中无处不在，其相关性范围从生物系统中的纠缠研究到量子计算机中的噪声缓解。本文基于最近提出的多体碰撞模型，首次在真实量子计算机上对耗散集体现象进行了完全量子模拟。首先，我们从理论上研究了这种算法的精度与噪声门的近期量子计算机，我们推导出一些严格的误差界，依赖于碰撞模型的时间步长和门的错误。这些界限可以用来估计集体动力学的有效量子模拟所需的资源。然后，我们在IBM量子计算机上实现了该算法，模拟了一对量子比特之间的超辐射和亚辐射。我们的实验结果成功地显示了量子模拟中集体效应的出现。此外，我们通过全过程层析成像分析了我们在算法中使用的门的噪声特性，目的是提高我们对目前全球研究人员可以访问的近期设备中的错误的理解。我们得到的平均门保真度，unitarity，不相干性和钻石误差的值，我们建立了它们之间的连接和实验模拟状态的准确性。此外，我们建立了一个噪声模型的基础上的两个量子比特门的过程层析成像的结果，并表明其性能与IBM提供的噪声模型。最后，我们观察到，作为门数量的函数的误差的缩放是有利的，但同时达到量子容错计算的菱形误差的阈值在我们使用的设备中可能仍然是数量级的距离。
2023-02-28 quant-ph
Temperature effects on a network of dissipative quantum harmonic oscillators: collective damping and diffusion processes
在这篇文章中，我们扩展了参考文献[Phys.Rev.A76，032101（2007）]中的结果，以定量地处理玻色子耗散网络中有限温度下的库效应：耦合谐振子链，无论其拓扑结构如何，即，无论振荡器以何种方式耦合在一起，它们的耦合强度和它们的固有频率。从不同的水库被认为是，每一个耦合到一个相应的振荡器的情况下，我们还分析了一个共同的水库被分配给整个网络的情况。主方程推导出这两种情况和两个制度的弱和强耦合强度之间的网络振荡器。这些主方程的解决方案，通过正常有序的特征函数。我们还提出了一种技术来估计网络状态的退相干时间分别计算扩散和衰减的影响的干扰项的维格纳函数。扩散机制的详细分析也提出了通过维格纳函数的演变。讨论了有趣的集体扩散效应，并将其应用于一类网络态的退相干分析。最后讨论了纯二体系统的熵和纠缠。
2009-05-07 quant-ph
Collective photon routing improvement in a dissipative quantum emitter chain strongly coupled to a chiral waveguide QED ladder
本文研究了单光子在一维周期链中的路由方案，链中的两个量子发射体（QE）与两个波导呈梯形强耦合。已知的是，对于单发射器手性波导阶梯设置，如果满足谐振条件并且完全忽略自发发射，则光子可以以$100\%$概率（确定性地）从一个波导重定向到另一个波导。然而，当包括自发发射时，路由方案变得相当不完善。在本文中，我们提出了一个解决这个问题的方法，通过考虑一个链的QE，其中除了波导介导的相互作用之间的发射器，一个直接的和无限长范围的偶极-偶极相互作用（DDI）被考虑在内。我们发现，从强DDI所产生的集体效应保护路由方案从自发发射损失。特别是，我们证明了路由器操作可以改善从$58\%$到$95\%$在一个典型的耗散手性光-物质界面组成的纳米线模式强烈相互作用的线性链的30个量子点。随着近年来手征量子光学实验的进展，量子阱与锥形纳米纤维的倏逝耦合可以作为实验实现这项工作的平台。
2020-06-20 quant-ph
Collective Dissipative Molecule Formation in a Cavity
我们提出了一种从超冷原子实现高产率分子形成的机制。原子对被激光连续地激发，并且通过耦合到损耗腔模式而诱导集体衰减到分子基态。使用分析和数值技术的组合，我们证明，分子产量可以通过简单地增加原子的数量来提高，并可以克服效率的国家的最先进的关联方案。我们讨论了现实的实验设置双原子极性和非极性分子，开放集体轻物质相互作用作为量子态工程，增强分子形成，集体动力学和腔介导的化学工具。
2020-10-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective enhancement in dissipative quantum batteries
我们研究了一个由$N$非相互作用的量子比特耦合到谐振器中的耗散单电磁场模式制成的量子电池。我们量化的充电能量，各向异性，传输速率，和系统的功率，表明集体增强仍然存在，尽管损失，甚至可以增加耗散。此外，我们观察到，由于耗散的性能恶化可以通过按比例增加电池的尺寸来减少。当控制谐振器的质量和量子比特的数量是限制因素时，这对于实验实现是有用的。
2022-06-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear Dissipation and Hopf Criticality in Driven Dissipative Collective Spins
Shenzhen Technology University（深圳理工大学）；Renmin University of China（中国人民大学）；Sichuan University（四川大学）
该研究针对受驱耗散集体自旋，揭示非线性协变耗散选择自持振荡背景，对称性破缺通道结构决定局域响应类型，为相关系统的动力学设计提供了通用原则。
2026-09-09 quant-ph
Dissipative phase transitions: Independent versus collective decay and spin squeezing
本文研究了具有无限程相互作用的XY模型（Lipkin-Meshkov-Glick模型）在存在自发衰变耗散的情况下。我们表明，独立和集体衰变导致定性不同的相变的稳定状态，即使相边界是相同的。独立衰变导致二阶相变到铁磁体，而集体衰变导致一阶过渡到依赖于时间的振荡相位。然后，我们表明，增加一个驱动器导致无限自旋压缩的集体衰变的热力学极限。我们的结果可以在囚禁离子和腔QED实验中看到。
2014-11-13 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Spontaneous, collective coherence in driven, dissipative cavity arrays
我们研究了一组耗散隧穿耦合腔，每个腔与一个非相干泵浦的二能级发射体相互作用。对于腔在激光制度，我们发现之间的相关性的光场的遥远的腔，尽管耗散和不相干的性质的泵浦机制。对于任何维度的阵列，这些相关性随距离呈指数衰减，但随着相邻腔之间光子隧穿的增加而变得越来越长。相互作用为主的和隧道为主的制度表现出显着不同的缩放的相关长度始终保持有限的，由于有限的光子捕获时间。我们提出了一系列的观察到的特征自发建立的集体一致性的系统。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phase-Space Methods for Simulating the Dissipative Many-Body Dynamics of Collective Spin Systems
我们描述了一种有效的数值方法，用于模拟集体自旋系统的动力学和稳态的退相和衰变的存在。该方法是基于自旋算符的Schwinger玻色子表示，并使用截断Wigner近似的扩展映射到相应的相空间分布的随机微分方程的精确的开放系统动力学。这种方法在自旋量子数非常大的情况下是最有效的，在这种情况下，精确的数值模拟和其他近似方法不再适用。我们基准这种数值技术为已知的超辐射衰变和自旋压缩过程，并说明其应用程序的非平衡相变在耗散自旋晶格模型的模拟。
2021-05-17 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph quant-ph
Solution for the dispersive and dissipative atom-field Hamiltonian under time dependent linear amplification processes
研究了二能级原子与量子化光场的色散相互作用。此外，我们考虑了一个依赖于时间的线性放大和耗散过程。为了求解该系统的主方程，我们使用超算子技术。
2013-03-05 quant-ph
Exceptional Spectral Phase in a Dissipative Collective Spin Model
我们研究了一个量子集体自旋弱耦合到自旋极化马尔可夫环境的模型，发现光谱被分成两个区域，我们命名为正常和例外Liouvillian光谱阶段。在热力学极限下，异常光谱相位显示出完全由二阶异常点组成的独特性质。因此，填充该区域的任何初始密度矩阵的演化减慢，并且不能用指数衰减的线性组合来描述。该相与正常相被一条临界线隔开，在该临界线上，刘维本征值的密度发散，这种现象类似于在某些封闭量子系统中观察到的激发态量子相变。在无电解质极化的极限下，这种临界性转移到稳态，意味着耗散量子相变和边界时间晶体的形成。
2022-06-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Selective protected state preparation of coupled dissipative quantum emitters
量子发射体系综中固有的二元或集体相互作用引起其本征态的能量和寿命的扩展。虽然这通常会导致快速衰减和退相，但在许多情况下，可以发现某些具有最小衰减的特殊纠缠集体态，这些纠缠集体态具有光谱学，精密测量或信息存储的理想特性。我们表明，对于一个特定的选择的激光频率，功率和几何形状或一个合适的配置的控制字段可以有效地准备这些状态。我们证明了这一点，通过研究的偶极-偶极耦合发射链的强subradiant纠缠态的制备方案。通过空间激发相位工程或定制磁场进一步提高了制备态的保真度和纠缠深度。
2015-12-21 quant-ph
A hybrid-systems approach to spin squeezing using a highly dissipative ancillary system
自旋系统的压缩态是量子技术，特别是量子精密测量和传感的重要纠缠源。在这里，我们考虑的自旋压缩态的产生与耗散辅助系统的相互作用的自旋。我们发现在这个模型中自旋压缩可以通过两种不同的机制产生：单轴扭曲和驱动集体弛豫。我们可以通过简单地调节耗散辅助系统和自旋系统之间的失谐量来在两种机制之间进行插值。有趣的是，我们发现，对于这两种机制，辅助系统耗散不必被认为是一个缺陷，在我们的模型，但自旋压缩起着积极的作用。为了评估自旋压缩的可行性，我们考虑了两种不同的超导电路实现。我们的结论是，无论是通过单轴扭转还是通过驱动集体弛豫，都可以在实验上产生数百个自旋的压缩态。
2016-05-18 quant-ph
Collective Excitations and Nonequilibrium Phase Transition in Dissipative Fermionic Superfluids
我们预测了一个新的机制，诱导集体激发和非平衡相变的费米子超流体通过突然开关的两体损失，我们扩展BCS理论，完全纳入粒子数的变化。我们发现，突然打开的耗散诱导振幅振荡的超流序参量伴随着啁啾相位旋转作为粒子损失的结果。我们证明，当耗散引入到通过约瑟夫森结耦合的两个超流体之一时，它会引起一个非平衡动力学相变的特征在于消失的直流约瑟夫森电流。在超冷费米子原子的非弹性碰撞中，可以实现耗散诱导的集体模和非平衡相变。
2021-06-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
A Wave Function approach to dissipative processes
由于人们对量子测量、控制和反馈的兴趣日益增长，我们复制了1992年的一份手稿，提出了一个简单的物理和数学推导，推导了探测量子系统的波函数的随机微分方程。V.P. Belavkins在20世纪80年代提出的具有类似方程的开创性量子滤波理论，在撰写本手稿时作者还不知道。
2008-05-26 quant-ph
Fault-Resilience of Dissipative Processes for Quantum Computing
University College London（伦敦大学学院）；Phasecraft Ltd.（Phasecraft有限公司）
本研究证明了耗散量子本征求解器在特定噪声下的容错能力，而耗散量子计算在噪声鲁棒性上不优于标准量子电路模型。
2026-03-05 quant-ph
Crossover from the discontinuous to continuous phase transitions in dissipative spin system with collective decay
本文研究具有集体耗散的全连接横向场伊辛模型的稳态相变，通过平均场近似和有限尺寸分析揭示从不连续到连续的相变渡越机制及双稳态行为。
2023-08-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stabilizing entanglement in the presence of local decay processes
我们研究在何种程度上适当选择的系统哈密顿量可以抵消本地耗散过程和保持纠缠的定态。结果确定自然耗散过程的基础上的耗散状态准备计划的前景和局限性-相反，工程，通常非本地耗散计划。作为一个典型的例子，我们确定了两个具有最佳纠缠特性的自发衰减二能级系统的定态。导出了相应的系统哈密顿量，并详细讨论了其可能的实验实现。最后，我们讨论了许多量子比特的推广。
2014-03-26 quant-ph
Utility-scale quantum experiments using dynamic circuits to address collective dissipation in interacting qubits
Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-EHU（材料物理中心 (CFM-MPC)，CSIC-EHU）；University of the Basque Country（巴斯克大学）；IBM Quantum, IBM Thomas J. Watson Research Center（IBM量子，IBM托马斯·J·沃森研究中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Donostia International Physics Center DIPC（圣塞巴斯蒂安国际物理中心 DIPC）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（IKERBASQUE，巴斯克科学基金会）
本文通过动态电路、辅助比特耗散通道和误差缓解技术，在IBM量子处理器上实现了多达86个发射器的链式系统耗散动力学的大规模量子模拟，并用经典MC-TEBD张量网络方法验证了结果。
2026-05-25 quant-ph
Open quantum systems with local and collective incoherent processes: Efficient numerical simulation using permutational invariance
相同的两级系统的置换不变性允许在本地和集体噪声的影响下，研究耦合自旋玻色子系综演变的Lindblad动力学所需的计算资源的指数减少。在这里，我们利用这种加速来研究几个重要的物理现象中存在的局部非相干过程，其中每个自由度耦合到自己的水库。评估集体效应对局部耗散的鲁棒性对于预测它们在不同物理实现中的存在至关重要。我们已经在Python中开发了一个开源库，Permutational-Invariant Quantum Solver（PIQS），我们使用它来研究驱动耗散开放量子系统中的各种现象。我们认为在弱，强，和超强耦合制度的本地和集体的非相干过程。利用PIQS，我们再现了一系列关于集体量子效应的已知物理结果，并将其研究扩展到局域驱动耗散情形。我们的工作解决了各种集体现象的鲁棒性，例如，自旋压缩、超辐射、量子相变、局部耗散过程。
2019-05-17 quant-ph
Symmetry based efficient simulation of dissipative quantum many-body dynamics in subwavelength quantum emitter arrays
针对亚波长量子发射体阵列的长程耗散多体动力学，本文利用空间对称性、集体自旋基矢、高阶累积量展开及亚辐射模式截断降低复杂度，实现大阵列可观测量的高效模拟。
2024-12-04 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Dissipative Preparation of Spin Squeezed Atomic Ensembles in a Steady State
提出并分析了一种制备原子自旋压缩态的新方法。我们的方法涉及原子系综的集体耦合到一个开放的光学腔的衰减模式。我们证明了存在一个集体的原子暗态，从辐射场解耦。通过明确地构造这个态，我们发现它具有自旋压缩的性质，并且只受海森堡极限的限制。我们表明，这样的暗态可以确定性地准备通过耗散手段，从而把耗散成一个资源的纠缠。考虑到现实的缺陷的相位灵敏度的缩放进行了讨论。
2013-01-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering tunable decoherence-free subspaces with collective atom-cavity interactions
提出在耗散原子-腔系统中利用三能级原子和可调外部驱动激光器，将系统转移至高度简并的多维含时无消相干子空间以制备高度纠缠纯态，并开发绝热捷径实现比标准方法更高纯度与保真度的演化。
2025-04-04 quant-ph
Connecting steady-states of driven-dissipative photonic lattices with spontaneous collective emission phenomena
最近的实验进展使得能够制造光子晶格，其中光以非平凡的能量色散传播。当与量子发射器连接时，这样的系统产生强烈的集体自发发射现象，例如完美的亚辐射，其中衰变到浴中被完全抑制，形成连续体中的束缚态。由于这种光子晶格通常是有损耗的，探测它们的另一种方法是相干地将它们驱动到稳定状态，从中可以提取光致发光。在这里，我们将这两种看似不同的情况之间的联系形式化，并使用这种直觉来预测一维和二维非平凡光子稳态的形成。特别是，我们表明，subradiant发射器配置的出现，稳态光本地化的驱动耗散设置，其中光功能相同的形式比自发形成的束缚态在连续。此外，我们还发现了导致相反行为的配置，即光的反局域化，也就是说，它分布在整个系统中，除了驱动激光器之间定义的区域。这些结果为最近报道的极化激元晶格中的光腔提供了理论依据，并可指导进一步的实验研究。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Measurement enhances long-distance Entanglement generation in spin chains with dissipative processes
本文研究了有噪声信道中常规测量的影响。A. Bayat和Y. Omar [New J.Phys.17，103041（2015）]之后，通过对通道的全局测量来抑制噪声自旋通道中的退相和耗散效应，并产生长距离纠缠。对通过$XX$相互作用弱耦合到发送方和接收方量子位的自旋通道进行常规的全局测量。将该方案分别应用于非零温度过程中的退相和耗散，结果表明，与无测量方法相比，实现的纠缠量有所增加。
2017-06-04 quant-ph
Charging Quantum Batteries via Dissipative Quenches
Università di Genova（热那亚大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）
研究开放量子电池中耗散和退相干如何生成和塑造ergotropy，展示纯耗散动力学可从热态中激发有限ergotropy，而集体耗散则依赖初始温度和系统大小，退相干通道抑制工作提取。
2026-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Markovian quantum dissipative processes with the same positive features as Markovian dissipative processes
研究发现，由林德布拉德方程描述的马尔可夫量子耗散过程可能具有吸引的定态流形，其中的耗散和退相干对量子信息处理有积极的作用.本文证明了在非马尔可夫耗散过程中也可以存在这样的吸引定态流形，它具有与马尔可夫耗散过程相同的正特征。我们的研究结果表明，耗散辅助方案中实施的马尔可夫系统可以直接推广到非马尔可夫系统。
2016-01-25 math-ph math.MP quant-ph
Dissipative Universal Lindbladian Simulation
到目前为止，人们已经很好地理解了量子耗散过程可以被利用，并转化为量子信息处理任务的资源。在本文中，我们证明了另一种方式，这是真的，通过提供一个耗散辅助协议的模拟一般马尔可夫动力学。更确切地说，我们展示了如何一个合适的相干耦合的量子系统的一组马尔可夫耗散量子比特允许制定一个有效的Liouvillian发电机的任何Lindbladian形式。这种有效的动力发生器产生于高阶虚耗散过程，并在无限快耗散的极限下控制着系统的动力学。作为例子，讨论了集体退相干模拟的应用。
2015-06-13 quant-ph
Dissipative dynamics of an interacting spin system with collective damping
本研究针对耦合非马尔可夫浴、受位点自旋翻转Lindblad动力学作用的无限程Heisenberg模型，通过玻色化与Schwinger-Keldysh技术推导平均场解，发现Z₂对称性破缺，明确有效温度的线性依赖关系，并给出1/N阶涨落修正的物理影响。
2024-01-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence-free subspaces and Markovian revival of genuine multipartite entanglement in a dissipative system
Poornaprajna Institute of Scientific Research (PPISR)（普尔纳普拉吉纳科学研究学院）；Manipal Academy of Higher Education（马帕尔高等教育学院）；Amrita Vishwa Vidyapeetham（阿弥塔大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences (NITheCS)（理论与计算科学国家研究所）；Chennai Institute of Technology（金奈理工学院）
研究了n个量子比特在与零温度玻色子浴相互作用时真实多体纠缠的动力学，发现去相干自由子空间能保护纠缠态免受耗散影响，尤其在三量子比特系统中，通过负性凸屋顶扩展分析了纠缠的复兴现象。
2026-05-07 quant-ph
Driven-dissipative four-mode squeezing of multilevel atoms in an optical cavity
本文推广光学腔中多能级原子的耗散压缩理论，利用双偏振集体衰变与额外驱动实现最多四个自旋压缩正交分量，并解析给出有限尺寸下随 N 的标度。
2024-01-18 quant-ph
Exploiting nonequilibrium phase transitions and strong symmetries for continuous measurement of collective observables
本文利用耗散多体系统中的强对称性与非平衡相变，提出一种通过连续监测输出信号直接推断集体自旋系统总角动量的协议，无需重复投影测量，为量子比特系综的集体性质测量提供新途径。
2024-07-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipative state transfer and Maxwell's demon in single quantum trajectories: Excitation transfer between two noninteracting qubits via unbalanced dissipation rates
我们引入了一个协议，通过纯粹的耗散过程（即，在Lindblad主方程中，量子位之间没有相干相互作用）。基本成分是集体（即非局部）耗散和不平衡的局部耗散率（量子比特以不同的速率耗散）的存在。由此产生的量子轨迹表明，测量反作用改变了系统的波函数，并导致激发从一个量子比特到另一个量子比特的通道。虽然在非马尔可夫环境中也出现了类似的现象，但在这里，耗散量子态转移是由观察者在马尔可夫（无记忆）环境中对波函数的知识更新引起的-这是一种单量子轨迹效应。除了单量子轨迹和后选择，这种效应可以通过在不同时间沿着几个实现的量子跳跃进行直方图来观察。通过调查的温度在不平衡的本地耗散的存在下的效果，我们表明，如果适当地打开和关闭，集体的电介质可以作为一个麦克斯韦的恶魔。这些效应是一种广义的度量，等价于量子隐形传态和麦克斯韦妖的标准投射度量描述。它们可以在最先进的装置中看到，例如，超导量子比特或里德伯原子。
2021-01-27 quant-ph
Dissipative Time Quasicrystals from Multilevel Interference
College of Physical Science and Technology, Central China Normal University（华中师范大学物理科学与技术学院）；School of Science, Hubei University of Technology（湖北工业大学理学院）
通过多能级干涉机制，在无外部准周期驱动下实现耗散时间准晶，其平均场动力学表现为二维环面上的无理流，产生不可公度频率的准周期序参量。
2026-05-26 quant-ph
Exact metastability in a class of driven-dissipative quantum many-body systems
Pritzker School of Molecular Engineering and Chicago Quantum Institute, The University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院与芝加哥量子研究所）
针对具有隐藏时间反演对称性的驱动-耗散开放量子系统，提出利用非平衡稳态的特殊纯化来解析预测耗散一级相变附近的慢时间尺度，并通过具体模型验证了该方法的准确性。
2026-06-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized mean-field approach to simulate large dissipative spin ensembles with long range interactions
我们在一维、二维和三维的自旋晶格中模拟了具有长程相互作用和集体衰变的集体动力学。从一个动力学平均场的方法，通过局部因式分解的密度算子，我们提高了完整的主方程的数值近似，包括在任何距离的对相关。这种截断使我们能够在数值模拟中大幅增加自旋的数量，从全量子模型中的大约10个自旋增加到平均场近似中的数万个自旋，如果包括对关联，则增加到数百个自旋。广泛的数值试验帮助我们确定相互作用的强度和几何配置，这些近似表现良好，并允许我们国家相当简单的误差估计。通过模拟系统的大小增加，我们表明，在一个和两个维度，我们可以包括尽可能多的自旋需要捕捉无限大系统的性能，具有高精度，而在3D的方法不收敛到所需的精度内的系统大小，我们目前可以实现。该方法适用于原子钟应用中魔波长光晶格和相应的超辐射激光器的误差估计。
2015-10-05 quant-ph
Multipartite quantum synchronization in driven-dissipative spin networks
Indian Institute of Technology Ropar（印度技术学院罗帕尔分校）
提出基于Husimi-Q相空间分布的量子同步度量，通过两体和三体残差揭示驱动耗散量子Rabi网络中集体相位同步的非对偶性。
2026-10-14 quant-ph
Dicke time crystals in driven-dissipative quantum many-body systems
迪克模型--量子光学中超辐射的一个典型例子--描述了一个原子系综，这些原子集体耦合到一个漏腔模式。由于这些相互作用的合作性质，系统的动力学被单个平均场集体自旋的行为所捕获。在这种平均场极限下，最近的研究表明，光子损失和光-物质耦合的周期性驱动之间的相互作用可以导致集体自旋的时间结晶行为。在这项工作中，我们调查是否这样的迪克时间晶体是稳定的扰动，明确打破了传统的迪克模型的平均场可解性。特别是，我们考虑了原子之间的短程相互作用，这打破了集体耦合，导致复杂的多体动力学。在这种情况下，周期性驱动，耗散和相互作用之间的相互作用产生了丰富的动态响应，包括长寿命和亚稳态的迪克时间晶体，其中损失可以冷却来自周期性驱动的能量的连续泵送产生的多体加热。具体来说，当额外的短程相互作用是铁磁的，我们观察到的时间结晶行为在非微扰值的耦合强度，这表明可能存在稳定的动力学秩序的驱动耗散量子多体系统。这些发现说明了量子光学平台中具有多体特征的新型动力学响应的丰富本质。
2019-04-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Symmetry breaking and non-ergodicity in a driven-dissipative ensemble of multi-level atoms in a cavity
本研究在与弱受驱双模腔强耦合的多能级$^{87}$Rb原子系统中观测到$\boldsymbol{\rm Z}_2$对称性破缺相变及非遍历动力学，该效应可放大小原子布居不平衡，为多体现象研究及传感、联想记忆等应用提供新平台。
2024-05-16 physics.atom-ph quant-ph
Driven-Dissipative Quantum Dynamics in Ultra Long-lived Dipoles in an Optical Cavity
研究了受驱动腔中二能级原子多体阵列在集体衰变和腔场相互作用下的量子动力学。我们工作在坏腔极限可访问，例如，使用长寿命的碱土原子的电子钟状态，其中裸原子线宽远小于腔线宽。在没有相互作用的情况下，我们的系统减少到以前研究的集体荧光模型。我们表明，虽然相互作用不定性地改变稳态特性，它们导致的动力学性质的急剧变化。我们发现，对于驱动强度的某个区间，系统表现出两种非常不同类型的瞬态行为，这取决于系统的初始状态。特别是，有一个参数制度，其中系统的特点振荡动力学的振荡周期变得比整体瞬态动力学的持续时间短得多，因为原子数的增加。我们使用平均场和量子系统的精确数值计算来研究动力学。
2018-12-06 quant-ph
Sufficient condition for gapless spin-boson Lindbladians, and its connection to dissipative time-crystals
该研究提出集体自旋-玻色子等系统Lindbladian主方程无隙激发的充分条件，揭示其与耗散时间晶体形成的关联，验证了平均场半经典方法的精确性。
2023-04-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical and quantum effects of collective dissipation in optomechanical systems
光机械装置已经被冷却到基态，真正的量子特征以及长期预测的非线性现象已经被观察到。当在同一基板中足够紧密地封装一个以上的光机单元时，出现了关于集体耗散通道还是独立耗散通道是系统的正确描述的问题。在这里，我们探讨的影响时，引入机械自由度之间的耗散耦合。我们研究了同步、纠缠和冷却，发现即使在没有机械直接耦合的情况下，集体耗散也可以驱动同步，并允许获得更大的纠缠和光机冷却。负责这些增强的机制进行了探讨，并提供了一个完整的和一致的图片。
2017-09-12 quant-ph
Emergent universal dynamics for an atomic cloud coupled to an optical wave-guide
研究了耦合到一维波导中的冷原子系综中的单次集体激发动力学。原子和光子模之间的耦合为这种集体激发提供了一种相干和耗散的动力学。虽然耗散部分占集体增强和定向发射的光子，我们发现一个显着的普遍动力学增加原子数下的相干部分表现出几个复兴。虽然这种现象提供了这样的集体激发的内在移相的限制，设置，在这里可以探索这个显着的普遍动力学。
2018-07-16 physics.atom-ph quant-ph
Distributed entanglement induced by dissipative bosonic media
我们描述了一个方案，并给出了解析结果，该方案允许在耗散玻色子介质中产生两个原子的稳态纠缠。介导玻色子模和腔模之间的共振耦合产生三个集体原子衰变通道。这种耗散动力学，以及由经典微波场诱导的幺正过程，驱动两个原子的对称或非对称纠缠的稳定状态的条件下的微波场的相位的选择。分析了非共振介导的玻色子模对稳态纠缠的影响。无论初始态如何，都可以获得高保真度的纠缠，并且保真度与协同性参数成线性关系。保真度对经典驱动场拉比频率的波动不敏感。
2012-06-27 quant-ph
Collective couplings: rectification and supertransmittance
我们研究两个热库之间的热输运耦合通过一个大的自旋组成的N个相同的两个能级系统。一个耦合实现耗散的Dicke超辐射。另一种耦合是局部的纯退相型的，并且需要通过在相应的储层中采用Bogoliubov映射来超出标准的弱耦合限制。映射后，大自旋耦合到具有原始纯退相相互作用的集体模式，但集体模式耗散耦合到剩余振子。将大自旋和集体模视为系统，标准的主方程方法现在能够捕获两个库之间的能量转移。假设集体模式的快速弛豫，我们推导出一个粗粒度的速率方程的大自旋，并讨论了如何原来的迪克超辐射的存在下的额外的水库。我们的主要发现是一个协同增强整流效应，由于超透射热流（缩放二次与$N$）和两个水库的不对称耦合的相互作用。对于大的$N$，系统因此可以在偏置反转下显著地放大电流不对称性，起到热二极管的作用。我们还简要地讨论了集体自旋的耦合是局部耗散的情况，表明热二极管效应仍然存在。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Emergence of superradiance in dissipative dipolar-coupled spin systems
本文利用含非久期项的涨落调节量子主方程研究简化偶极耦合自旋网络，证明弱系统-浴耦合下可涌现超辐射，并用 N^2 强度与 1/N^2 弛豫标度加以刻画。
2024-06-13 quant-ph
On the ubiquity of Beutler-Fano profiles: from scattering to dissipative processes
Fano模型-由具有离散连续谱的哈密顿量组成-是光谱学中的基本玩具模型之一。他们成功地解释了原子物理学和凝聚态物质实验的线形。然而，这些模型在很大程度上已经超出了耗散动力学的范围，只有少数作品考虑了热浴的影响。然而，在纳米结构和凝聚态系统中，耗散强烈地调节了动力学。在这篇文章中，我们提出了一个概述的理论工作处理耦合到一个热浴Fano干扰，并比较它们的散射形式主义。我们提供的解决方案，任何离散连续的哈密顿结构内的宽带近似耦合到一个马尔可夫浴。在这样做的过程中，我们更新了自20世纪60年代以来可用于单一进化的玩具模型。我们发现，只要我们允许参数的重新缩放，和一个额外的洛伦兹贡献，反映了破坏的干涉相位的法诺线型被保存。我们讨论了每种方法的相关性-耗散和单一的-不同的实验设置：散射，运输和耗散系统的光谱。最后，我们讨论了目前的理论，由于宽带近似和记忆效应的浴的限制。
2018-03-03 quant-ph
Dissipative Dicke model with non-linear atom-photon interaction
本文研究了最近在原子量子气体实验中实现的广义Dicke模型，它描述了N个二能级原子与单腔模的集体相互作用。该模型考虑了腔场的耗散，并包含了传统Dicke模型中不存在的非线性原子-光子耦合。通过考虑有限原子数N和所有的量子效应，我们扩展了以前半经典模型的理论研究。我们的结果表明，随着N的增加，量子期望值和半经典模型之间有很好的一致性，但也显示了相应的量子态的非线性原子-光子耦合的变化的奇异行为。
2013-05-01 quant-ph
Collective processes of an ensemble of spin-1/2 particles
当自旋系综的动力学可以用对称过程和集体自旋算符单独表达时，系综的对称集体态得以保持。这些多体状态在粒子重新标记下是不变的，可以有效地模拟，因为它们跨越一个子空间，该子空间的维度在自旋数量上是线性的。然而，许多开放系统动力学打破了这种对称性，特别是当系综成员经历相同的，但局部的，退相干。在本文中，我们扩展了自旋1/2粒子系综的对称集体态的定义，以便有效地描述这些更一般的集体过程。相应的集体状态跨越一个子空间，该子空间随自旋数平方增长。我们还推导出明确的公式表示任意相同的，本地退相干这些国家。
2008-05-19 quant-ph
Nonclassical Driven-Dissipative Dynamics in Collective Quantum Optics
本论文研究了集体光物质系统中的合作现象，通过双光子共振和分层绝热消除方法揭示了非线性合作效应，并发现频率分辨Purcell效应可稳定纠缠态，为量子传感和技术提供新途径。
2025-09-12 physics.optics quant-ph
Single-Particle Decoherence Can Improve Spin-Squeezing Generated In Collective Dynamics
我们研究了在集体辐射、相干驱动、弹性相互作用和自发发射作用下长寿命偶极子阵列中自旋压缩的产生。反直觉地，它被发现，自发发射的引入导致可实现的自旋压缩的增强，相对于出现在稳态的纯集体动力学相同的模型参数。这种行为是通过耗散相变，这是目前在集体系统单独的动态自调谐系统。我们的研究结果将适用于利用相关量子物质的下一代量子传感器，包括腔QED和捕获离子系统。
2019-12-13 quant-ph
Dissipative transfer of quantum correlations from light to atomic arrays
该研究利用原子阵列的光定向集体响应，通过压缩真空场照射实现量子关联的耗散转移以生成自旋压缩稳态，分析了参数影响并探讨其在原子钟中的应用。
2023-11-07 quant-ph
Phase synchronization in dissipative non-Hermitian coupled quantum systems
研究了耦合到辅助模的$\mathcal{N}$玻色子模系统的非厄米动力学和相位同步之间的相互作用。在这样一个系统中的演变的线性允许完全分析结果的同步条件的推导。相比之下，在相动力学的水平上的分析，然后转换到一个集体的基础上，允许一个完整的减少到所有的所有耦合仓本模型与已知的分析解决方案。我们提供了解析和数值解的系统范围从几个模式的宏观极限的大$\mathcal{N}$在存在非均匀频率展宽和测试的鲁棒性相位同步下的外部噪声的作用。
2021-11-03 quant-ph
