Limit cycle phase in driven-dissipative spin systems
我们研究了自旋- $1/2$系统在各向异性相互作用、自发衰变和驱动作用下的相图。我们发现一个丰富的相图具有极限环阶段中的磁化振荡的时间。我们分析了这个极限环相位在高斯水平的时空波动，并表明空间波动导致准长程极限环有序的尺寸$d = 2$。这一结果可以解释的时空戈德斯通模式对应的相位波动的极限环。我们还表明，极限环阶段表现出不对称的荧光实验中可测量的功率谱。
2015-01-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Realizing limit cycles in dissipative bosonic systems
本研究提出线性玻色子模式与耗散非线性模式耦合产生极限环的通用机制，并在吸引性光泵浦晶格的原子-腔系统中首次实验观测到极限环。
2024-05-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bistability and chaos-assisted tunneling in the dissipative quantum systems
我们通过考虑耗散双共振模型重新讨论了量子双稳定性和多稳定性问题。在较大的驱动频率下，该系统的相结构比经典和量子双稳态的范例模型--受驱动的耗散非线性振子的相结构简单。这使我们能够获得量子极限环的寿命的分析估计。另一方面，对于小的驱动频率，系统比非线性振荡器更接近。这使我们能够解决一个新的现象的耗散和混沌辅助隧道之间的量子极限周期。
2022-04-14 nlin.CD quant-ph
Topological chirality of dissipative limit cycles in an open Dicke model
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Purdue University（普渡大学）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-昌德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
该研究在开放Dicke模型中证明耗散可驱动两个手性相反的极限环相，并具有拓扑相图和手性连续时间晶体潜力，确立了耗散作为诱导手性动力学序的资源。
2026-09-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Noise-Resilient Phase Transitions and Limit-Cycles in Coupled Kerr Oscillators
近年来，驱动耗散量子多体系统一直是许多研究的主题。它们具有独特的，新颖的类耗散稳定的量子多体相，包括极限环。很长一段时间以来，人们一直在猜测这种行为，一种在非线性经典和量子多体系统中反复出现的现象，是否可以被归类为时间晶体。然而，这些周期性动力学对量子涨落的鲁棒性是一个悬而未决的问题。在这项工作中，我们寻求这个问题的答案，在一个典型的，但重要的系统，即，具有自克尔非线性和交叉克尔非线性的多模腔，包括通过高阶关联的涨落效应。利用Keldysh路径积分，我们研究了腔模在不同区域的格林函数和相关性。此外，我们扩展我们的分析超出了平均场，明确包括通过第二累积展开的两体相关的影响。我们的结果揭示了开放量子系统中耗散相变的出现，并清楚地表明了量子涨落存在时极限环振荡的鲁棒性。
2021-06-08 quant-ph
Bridging the classical and quantum regimes in a dissipative Ising chain
本研究通过插值哈密顿量统一描述耗散伊辛链，揭示经典极限环随量子关联增加而消失，并出现反铁磁稳态以桥接经典与量子区域。
2025-09-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ergodicity breaking from Rydberg clusters in a driven-dissipative many-body system
本研究针对驱动耗散量子多体系统中耗散破坏量子相干、难以探测遍历性破缺的问题，利用里德堡原子的强相互作用特性，通过调节原子密度实验观测到从遍历到遍历性破缺的动力学转变，证实里德堡多体系统可用于非平衡相变研究。
2023-05-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonlinear dynamics of the dissipative anisotropic two-photon Dicke model
研究了具有耗散玻色子场的各向异性双光子Dicke模型的半经典极限，描述了其丰富的非线性动力学。除了正常和“超辐射”的相位，局部不动点的存在反映了封闭系统哈密顿量的频谱崩溃。通过超辐射不动点和正常不动点的Hopf分支，在一定的参数范围内形成极限环。我们还确定了由各向异性和一个区域的混沌动力学，这似乎是从级联的倍周期分岔引起的极翻转过渡。在混沌区，对称吸引子发生碰撞和碎裂。在整个相图中，我们发现了几个相共存的例子，导致相空间分割成不同的吸引盆地。
2022-07-13 quant-ph
Stochastic transport of a Goldstone mode in a self-organized atomic crystal
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
本文在光学环形腔中追踪自组织原子晶体的戈德斯通模随机输运，发现扩散常数随$1/N$减小，归一化后呈普适曲线，拓展了连续对称性破缺的研究范畴。
2026-08-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Emergence of a quasi-ergodic steady state in a dissipative Tavis-Cummings array
在耗散TCH模型中，研究发现不稳定区域淬火动力学下出现准稳态，表现出集体量的遍历行为与相位变量的非遍历性，并揭示集体疤痕现象。
2024-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Bistability in the dissipative quantum systems I: Damped and driven nonlinear oscillator
我们重新讨论了阻尼和驱动非线性振子的量子动力学。在经典情形下，该系统在一定的参数区域内有两个定态解（极限环），这就是著名的双稳态现象的起源。详细讨论了振子动力学的量子-经典对应。
2020-02-26 nlin.CD quant-ph
Quantum thermodynamic cooling cycle
推导了三能级分子冷却循环的量子力学和热力学性质。早期模型的不足之处是纠正占自发发射和吸收与耦合到相干驱动场通过环境水库。这种额外的耦合不需要是耗散的，并且可以提供热驱动力-经典吸收式制冷机的量子模拟。的最大可达到的冷却速率对温度的依赖性，在超低温下，确定和示出尊重最近建立的基本约束的基础上的热力学第二和第三热力学定律。
2001-06-08 quant-ph
Limit Cycles in a Photonic Dimer with Tuneable Non-Hermitian Interactions
Universität Bonn（波恩大学）；Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn（波恩大学应用物理研究所）；Kirchhoff-Institut für Physik（基尔霍夫物理研究所）
本文在光子二聚体中实验实现可调非厄米相互作用，发现其与相干隧穿共同稳定极限环，并绘制相图揭示Hopf分岔，验证了耗散相互作用可组织集体非线性动力学。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Exact bistability and time pseudo-crystallization of driven-dissipative fermionic lattices
在平均场近似下，量子光学系统中是否存在双稳性仍然是一个争论激烈的问题。量子涨落是对平均场近似的有限尺寸修正，因为完全精确解是无法获得的。通常，量子涨落会破坏平均场水平上的双稳性。在这里，通过识别和使用精确的调制半局域动力学对称性在一定的量子光学模型的驱动耗散费米子链，我们确切地证明了双稳态精确的量子涨落。令人惊讶的是，量子涨落本身并没有破坏双稳性，而是表现出双稳性，尽管在我们的系统中，它在平均场水平上是不存在的。此外，所研究的模型获得额外的热力学动力学对称性，这意味着持续的周期性振荡的量子波动，构成伪变种的边界时间晶体。在物理上，这些涌现算子对应于有限频率和有限动量的半局域戈德斯通模式。因此，我们的工作提供了我们所知的第一个例子，一个可证明的量子光学系统。
2022-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
The Geometric Phase as a Diagnostic for Driven-Dissipative Oscillators
National University of Singapore（新加坡国立大学）；MajuLab, CNRS-UNS-NUS-NTU International Joint Research Unit（中法联合实验室（CNRS-UNS-NUS-NTU））；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出用几何相位作为统一诊断工具，表征受驱耗散振荡器的相位锁定、极限环变形及耗散相变等稳态行为，可实验获取且能记录不同相变的特征。
2026-08-27 quant-ph
Emergent Continuous Time Crystal in Dissipative Quantum Spin System without Driving
本文在无外部驱动的二维耗散海森堡自旋系统中，通过数值分析发现极限环定态自发打破连续时间平移对称性，从而实现连续时间晶体，并验证了其对局部扰动和白噪声的稳定性，为耗散诱导的时间晶体提供了新途径。
2025-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Injection locking of Rydberg dissipative time crystals
本文通过射频电场实现了里德伯耗散时间晶体的注入锁定，展示了超越临界阈值后的完全同步及线性锁定带宽，为量子时间有序性的稳定与控制提供了新方法。
2025-04-22 quant-ph
Dissipative phase transitions and chaos in two-photon driven quantum optomechanics
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Università di Pavia（帕维亚大学）
研究双光子驱动光机械系统中的非平衡临界性和混沌，结合多种分析方法表明其支持一、二阶耗散相变，强泵浦下有混沌等现象，确立该系统为可出现多种特性的实验平台。
2026-07-15 quant-ph
Error correction of a logical grid state qubit by dissipative pumping
利用量子纠错稳定编码的逻辑量子比特是实现可靠量子计算机的关键。虽然量子比特码需要控制许多物理系统，但振荡器码提供了在单个物理实体上执行纠错的可能性。振荡器的一种强大的编码是网格状态或GKP编码，其允许校正小的位移误差。在这里，我们介绍并实现了一个耗散映射设计的物理现实有限GKP代码执行量子纠错的逻辑量子比特实现在一个单一的捕获离子的运动。校正循环包括两轮，分别校正位置和动量的小位移。每一个都包括首先将有限GKP码稳定器信息映射到内部电子状态辅助量子比特上，然后应用相干反馈和辅助再泵浦。我们证明了扩展的逻辑一致性使用正方形和六边形GKP码，实现了逻辑寿命的三个因素的增加。用于校正的简单耗散映射可以被视为一种水库工程，它泵入高度非经典的GKP量子位流形。这些技术为量子态控制和传感以及它们在缩放量子计算中的应用开辟了新的可能性。
2020-10-19 quant-ph
Emulating ultrafast dissipative quantum dynamics with deep neural networks
受驱动耗散量子动力学的模拟通常是计算密集型的，特别是当它被计算为各种形状的驱动场时。我们设计了一个新的特征空间来表示场，并证明了可以通过将这种表示直接映射到目标可观测量来训练深度神经网络来模拟这些动态。我们证明，用这种方法，系统响应可以检索许多数量级更快。我们使用有限横向伊辛模型与马尔可夫环境相互作用的例子验证了我们的方法的有效性。我们表明，我们的方法是足够的概括性和鲁棒性，以重现对训练集以外的脉冲的反应。
2021-08-13 physics.comp-ph quant-ph
Classical properties of the leading eigenstates of quantum dissipative systems
通过分析耗散系统理论的一个典型例子--经典和量子耗散标准映射，我们能够解释衰变到量子平衡态的主要特征。经典的等周期稳定结构通常存在于这类系统的参数空间中，起着重要的作用。事实上，我们已经发现，在这个空间附近的稳定结构的周期决定了相应的量子超算符的领先本征态的相位。此外，特征向量显示出相应的周期轨道（极限环）上的强本地化。我们表明，这种疤痕的现象（一个既定的汉密尔顿和射影开放系统的属性）是目前在耗散的情况下，它是非常简单的。
2017-05-10 nlin.CD quant-ph
Dynamics of dissipative Landau-Zener transitions in an anisotropic three-level system
本文用多重 Davydov D2 Ansatz 研究耗散各向异性 3-LZM，揭示线性与周期驱动下声子耦合导致的非单调跃迁、共振峰值及超欧姆浴中 Rabi 振荡的指数衰减。
2023-06-03 quant-ph
Phase-resolved multichannel quantum escape between limit cycles
University of Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Center for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）
本文通过驱动耗散量子系统中的量子跳跃轨迹，研究了极限环之间的相位分辨量子逃逸，揭示了多通道逃逸路径及其有效激活标度。
2026-05-22 quant-ph
Dissipative stabilization of high-dimensional GHZ states for neutral atoms
本研究针对高维GHZ态的确定性制备需求，结合中性原子平台与量子储库工程，采用改进的里德堡泵浦机制加受控耗散的方法，制备出保真度超99%的三维GHZ态，为相关实验实现提供了可行路径，推动量子信息处理能力提升。
2024-03-01 quant-ph
Driven-Dissipative Dynamics of Atomic Ensembles in a Resonant Cavity I: Nonequilibrium Phase Diagram and Periodically Modulated Superradiance
研究了拉曼激光非相干泵浦下耦合到坏腔中的两个原子系综（或等价的原子钟）的动力学行为。我们的主要结果是在两个参数-时钟和再泵浦速率之间的失谐的实验装置的非平衡相图。有三个主要阶段-平凡的稳态（阶段I），其中所有原子被最大限度地泵浦，对应于单色超辐射的非平凡稳态（阶段II）和调幅超辐射（阶段III）。相I和II是平均场动力学的不动点，而在大多数相III稳定吸引子是极限环。运动方程具有轴对称性和关于两个时钟互换的$\mathbb{Z}_{2}$对称性。这些对称性中的一个或两个在不同的阶段自发地被打破。平凡的稳态通过超临界Hopf分支导致$\mathbb{Z}_{2}$对称极限环而失去稳定性。非平凡的稳态通过一个亚临界的Hopf分岔负责共存的单色和调幅超辐射。利用Floquet分析，我们证明了$\mathbb{Z}_{2}$ -对称极限环最终会变得不稳定，并通过超临界分叉产生两个$\mathbb{Z}_{2}$ -非对称极限环.上述吸引子中的每一个在从腔辐射的光的功率谱中具有其自己的独特指纹。特别是，第三阶段的极限环会发出频率梳-一系列等距的峰值，其中频率梳的对称性反映了潜在极限环的对称性。对于典型的实验参数，峰之间的间距是几个数量级小于单色超辐射频率，使激光频率高度可调。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.CD
Limit cycles in periodically driven open quantum systems
我们研究了耦合到马尔可夫环境并受周期驱动的量子N能级系统的长时间行为。作为我们的主要结果，我们得到了Lindblad形式的周期量子主方程的所有解都逼近唯一极限环的一般代数条件。非常直观地，这个标准要求主方程的耗散项在周期时间的任意小部分期间连接系统希尔伯特空间的所有子空间。我们的研究结果提供了一个自然的扩展Spohn的代数条件的方法平衡系统与外部驱动。
2019-08-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Steady-state phases of dissipative spin-1/2 XYZ model with frustrated interaction
研究了二维正方晶格上耗散自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$ XYZ模型的稳态相.我们表明次近邻相互作用在确定稳态性质中起着至关重要的作用。通过Gutzwiller平均场分解，我们发现了反铁磁稳态相的出现。团簇平均场分析证实了热力学极限下反铁磁稳态相的存在。此外，我们还通过最大量子李雅普诺夫指数发现了小团簇中存在极限环相的证据，并通过计算平均振幅来检验振荡的稳定性，直到达到$4\times4$团簇平均场近似.
2021-10-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum limit cycles with continuous symmetries from coherent parametric driving: exact solutions and many-body extensions
University of Chicago（芝加哥大学）
本文研究了基于相干参数驱动的多模玻色子极限环模型，该模型具有O(N)连续对称性，能够精确求解量子耗散稳态，展现丰富的物理特性，如稳态纠缠、相位扩散减少及量子极限环的实现。
2026-10-20 quant-ph
Auxiliary-state facilitated phase synchronization phenomena in isolated spin systems
The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Center for Quantum Research and Technology, The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学量子研究与技术中心）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；Quantum Information Science Section, Computational Sciences and Engineering Division, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室计算科学与工程处量子信息科学科）
本研究构建了由辅助激发态耦合实现的有效自旋1系统，揭示了其相位同步受耦合相位调控、耗散衰变竞争主导等特性，经主方程和微扰论验证，结论适用于多类能级耦合方案且已在铷87超精细态中得到演示。
2025-10-31 quant-ph
Dynamical Tipping in a Quantum Limit Cycle
National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、物理学院、先进微结构协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
通过工程化量子极限环，研究由一阶吸收态相变与反馈机制耦合导致的动态临界转变，揭示量子噪声驱动的周期性穿越临界点及其对长程关联和熵产的增强效应。
2026-06-23 quant-ph
Floquet Dressing and Bath Spectral Effects on the Geometric Phase of a Driven Dissipative Qubit
Boston University（波士顿大学）
本文用 PT-TEMPO 方法研究周期驱动对称自旋-玻色子模型的耗散几何相位，发现驱动可依时间尺度抑制或增强热库效应，并揭示 Floquet 谱调控主导耗散路径，为控制开放量子系统几何相位提供新手段。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum interference and sub-Poissonian statistics for time-modulated driven dissipative nonlinear oscillator
我们证明了对于具有双周期行为和量子混沌的耗散非线性系统，量子干涉现象是可以实现的。这样的结果得到了一个驱动耗散非线性振荡器与时间相关的参数，并发生的制度的长时间间隔超过耗散时间和宏观水平的振荡激发数。考虑了两种时间调制模式：（i）χ（3）非线性强度的周期性变化;（ii）驱动力振幅的周期性调制。这些效应是在相空间量子分布的框架内获得的。结果表明，由于振荡非线性动力学的适当时间调制，振荡模式的Wigner函数在混沌和非线性两种状态下都在部分相空间中出现负值和干涉图样.它还表明，振荡参数的时间调制本质上提高了激发数的亚泊松统计的程度。
2010-05-16 nlin.CD quant-ph
Half-integer vs. integer effects in quantum synchronization of spin systems
我们研究了自旋数大于$S = 1$的单自旋系统在外部半经典信号驱动下的量子同步。基于干涉的量子同步阻塞的发生被发现是定性的不同的整数与半整数自旋数$S$。我们解释这种现象的相互作用之间的外部信号和结构的极限环在系统中的相干性的产生。此外，我们表明，相同的耗散极限环稳定机制导致非常不同的水平的量子同步整数与半整数$S$。然而，通过为每个自旋数选择适当的极限环，可以为整数和半整数自旋系统实现相当水平的量子同步。
2022-12-22 quant-ph
Quantum spin van der Pol oscillator -- a spin-based limit-cycle oscillator exhibiting quantum synchronization
该研究提出量子自旋范德波尔振荡器作为量子自旋基极限环振荡器原型模型，其在高自旋极限下与量子光学vdP振荡器一致，可观察到多种同步现象，为量子自旋同步分析提供平台。
2025-11-19 nlin.AO quant-ph
Correspondence between Asymptotic Quantum Many-Body Scars in Closed Systems and Diffusive Nambu-Goldstone Modes in Open Systems
Tokyo University of Science（东京理科大学）；Osaka Metropolitan University（大阪都立大学）；The University of Tokyo（东京大学）
该研究建立了封闭量子系统中彩虹量子多体疤痕态母哈密顿量与开放系统有效林德布拉德算子间的谱对应，揭示了弱遍历性破缺与扩散性流体动力学慢弛豫的共同结构。
2026-10-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Torus bifurcation of a dissipative time crystal
本文在腔量子气体实验中观测到耗散连续时间晶体向双频时间晶体态的环面分岔，并用平均场模型、Floquet分析和Takens嵌入定理从理论与实验上验证了极限环到极限环面的转变。
2025-05-08 cond-mat.quant-gas nlin.AO quant-ph
Critical fluctuations at a many-body exceptional point
临界现象普遍存在于各种物理学背景中，从凝聚态、高能物理、宇宙学到生物系统，并且由相变或临界点附近的缓慢和长距离波动组成。通常，这些现象与质量模的软化有关。在这里，我们表明，一种新的，非厄米诱导机制的临界现象，不属于这一类可以出现在一般的驱动耗散多体系统的稳定状态耦合二进制序参量如激子极化激元凝聚和驱动耗散玻色-爱因斯坦凝聚体在双阱势。这个"临界例外点“的临界性归因于集体本征模的合并，这些本征模将所有热和耗散噪声激活的波动转换为戈德斯通模式，导致在空间维度$d\le 4$上发散的巨大相位波动。我们的动力学重整化群分析表明，这在高至$d<8$的维度上产生了一个强耦合不动点，它与一个新的普适类相关联，超出了霍恩伯格和哈尔佩林的分类，这表明在这一点上多体修正是多么的强烈。我们发现，这种多体关联的异常增强是由于在临界例外点的声音模式的外观，尽管系统的耗散特性。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Geometric Curvature Governs Work in Open Quantum Steady States
University of Houston（休斯顿大学）
研究揭示开放量子稳态中功由控制参数空间中的几何曲率决定，通过两能级系统构建功一形式，展示曲率对循环过程功的影响，证明相干性是非平凡几何的必要条件。
2026-03-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonlinear dynamics of weakly dissipative optomechanical systems
光机系统吸引了很多关注，因为它们为量子测量、转换、混合系统和量子物理的基础研究提供了一个新的平台。他们的经典非线性动力学是令人惊讶的丰富，迄今为止仍有待探索。致力于这一主题的工作通常集中在耗散常数，这是大大大于目前的实验中遇到的，这样的弱耗散光学机械系统的非线性动力学几乎是未知的水域。在这项工作中，我们填补了这一空白，并调查在这个重要的政权的规则和混沌动力学。为了分析动力学吸引子，我们将“广义排列指数”方法扩展到耗散系统。我们表明，即使当混沌运动是不存在的，在弱耗散制度的动态是非常敏感的初始条件。我们认为，减少耗散允许混沌动力学出现在一个小得多的驱动力，并使各种路线的混乱。我们确定了三个通用功能弱耗散经典光机非线性动力学：极限环和极限环面之间的Neimark-Sacker分歧（导致梳的频谱中的边带），准周期性的路线混乱，和存在的瞬态混沌。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
On the stability of dissipatively-prepared Mott insulators of photons
本研究探讨了耗散制备光子Mott绝缘体稳态的稳定性，发现该相在doublon激发驱动下会经历非平衡转变变得不稳定，揭示了其区别于基态Mott-超流体转变的内在脆弱性与独特可观测特征。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet states in dissipative open quantum systems
基于Maxwell-Bloch方程的完全解，我们从理论上研究了非平衡驱动开放量子系统的定态性质。在共振驱动条件下，发现横向弛豫（也称为退相干）对Floquet态的形成有显著的破坏作用，而纵向弛豫对Floquet态的形成没有直接影响.此外，通过计算非平衡稳态的准能谱，我们证明了只要退相干时间短至Rabi周期的1/3，就可以观察到Rabi分裂.此外，我们发现，Floquet态可以形成，即使在显着的耗散时，退相干时间大大短于驱动周期，一旦驱动场强度变得足够强。在非共振条件下，我们证明了Floquet态可以实现，即使在弱场制度，因为系统没有被激发，退相干机制没有被激活。一旦场强变得足够强，系统可以被非线性过程激发，并且退相干过程变得活跃。因此，即使在非谐振条件下，Floquet状态也会受到环境的显著干扰。因此，我们在这里表明，加热的抑制是实现Floquet状态的关键条件，在两个共振和非共振条件下，不仅因为它可以防止材料损伤，而且因为它有助于保持相干性。
2020-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum Thermodynamics and Quantum Perspectives
Université Bourgogne Europe（勃艮第欧洲大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文探讨了量子热力学中功与热的概念，分析了量子奥托和卡诺循环的特性，并讨论了量子热力学在能量优化和性能与能耗权衡中的应用。
2025-12-30 quant-ph
System-bath correlations and finite-time operation enhance the efficiency of a dissipative quantum battery
研究耗散量子电池在系统-浴关联下，断开时间影响ergotropy与功成本，发现关联时瞬时断开效率最优，并简化了热力学定律表达。
2024-03-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Study of quantum Otto heat engine using driven-dissipative Schrödinger equation
近年来，量子热机由于器件的小型化而受到广泛关注。我们利用受驱耗散薛定谔方程研究了量子奥托热机的动力学。从不同的初始状态出发，模拟了系统的内能、功率和热功转换效率随时间的变化。在奥托循环达到稳定之前，初始状态对这些热力学量产生影响。在过渡期间，效率和功率可能高于或低于循环平稳状态下的相应值。值得注意的是，效率可以超过奥托极限，甚至卡诺极限，功率可以远远高于额定功率。效率异常是由于初始状态的能量。因此，我们建议，定期泵可以采取类似的作用，一个热水澡，但可以灵活地操纵。此外，我们提出了一种新的量子引擎工作在一个单一的水库，泵能量转换为机械功。这种操纵引擎有可能应用于没有大温差的微环境中，如体内生物组织。我们的协议有望模拟一个新的量子引擎的适用性和可控性的优势。
2020-12-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interferometric Readout of Momentum-Space Topology in a Programmable Dissipative Photonic Circuit
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本研究利用可编程光子集成电路，通过酉扩张和相移干涉测量，在强耗散非厄米动力学下读取动量空间拓扑，成功区分Zak相位并测得第一陈数。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Emergent spatiotemporal order and nonreciprocity in driven-dissipative nonlinear magnetic systems
Boston College（波士顿学院）；Dartmouth College（达特茅斯学院）
研究通过驱动-耗散非线性磁系统实现非线性耗散驱动下的非互易传输和非平衡相变，揭示了时空对称破缺与非互易流的机制。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Holonomic Quantum Control by Coherent Optical Excitation in Diamond
虽然量子进化中的几何阶段在历史上被忽视，但它们的主动控制现在刺激了构建强大量子技术的策略。在这里，我们展示了任意单量子比特完整门从一个单一的周期的非绝热演化，消除了需要连接两个单独的周期。我们的方法改变的振幅，相位，和失谐的双音光场控制的非阿贝尔几何相位获得的氮空位中心在钻石在一个相干激发周期。我们证明了失谐门对激发态退相干的增强鲁棒性，并为耗散量子系统中快速完整控制的优化提供了见解。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum entanglement between a nonlinear nanomechanical resonator and a microwave field
我们考虑一个理论模型的非线性纳米机械谐振器耦合到超导微波谐振器。纳米机械谐振器以其谐振频率的两倍被参数化地驱动，而超导微波谐振器以频率相差等于参数化驱动频率的量的两个音调被驱动。我们证明了该系统的半经典近似具有一个有趣的不动点分支结构。在半经典动力学中，从稳定的不动点到极限环的过渡被观察到，从正到负的失谐。我们发现，这种分叉结构的签名也存在于全耗散量子系统，并进一步表明，它导致的纳米机械谐振器和微波腔之间的混合态纠缠的耗散量子系统，是一个最大的接近半经典分岔。给出了半经典极限环的量子签名。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Self-organised Limit-Cycles, Chaos and Phase-Slippage with a Superfluid inside an Optical Resonator
研究了高Q光腔中受驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体与光场耦合的动力学相位。对于高场寻求原子在红色失谐的系统是已知的，以显示从空间均匀的稳定状态的过渡到一个自组织的规则晶格表现出超辐射散射到腔中。对于蓝原子泵浦失谐，粒子被排斥在光诱导光学势的最大值之外，从而抑制了散射。我们发现，这产生了一个新的动力学不稳定的自序相，导致出现的自序稳定的极限环，其特征在于大幅度自持振荡的凝聚体密度和腔场。极限环通过倍周期演化为混沌行为。大振幅振荡的冷凝物伴随着相位滑移通过孤子成核的速率增加的数量级的混沌政权。与封闭系统中的超流不同，这种耗散驱动的超流不会被孤子的增殖所破坏，因为动能会通过腔损耗被移除。
2015-07-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
The laws of thermodynamics for quantum dissipative systems: A quasi-equilibrium Helmholtz energy approach
利用准平衡Helmholtz能量（qHE），即准静态过程中的热力学功，研究了等温过程以及绝热和等温状态之间的过渡过程（绝热过渡）的热力学性质。在这里，功定义为在随时间变化的扰动下，从一个稳态到另一个稳态的能量变化。特别地，准静态变化的功被认为是热力学功。我们采用了一个系统浴模型，该模型涉及在系统和系统浴相互作用随时间变化的扰动。我们进行了三冲程热机（开尔文-普朗克循环）的数值实验。为此，我们采用分层运动方程（HEOM）的方法。这些实验涉及绝热过渡场，描述了系统和浴之间的绝热壁的操作。热力学功图的外场及其共轭变量，类似于$P$ -$V$图，介绍了分析所做的工作，为系统的循环。我们发现，这台机器的热力学效率为零，因为领域的等温过程作为一个冰箱，而绝热壁作为一个热机。这是开尔文-普朗克声明的数值表现，该声明指出不可能从单一热源获得机械效应。这些HEOM模拟用作热力学公式的严格测试，因为热力学第二定律仅在绝热壁的操作中涉及的功被准确处理时才有效。
2022-07-05 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Semiclassical Phase Reduction Theory for Quantum Synchronization
我们发展了一个半经典相位约化的一般理论框架来分析量子极限环振子的同步。量子耗散系统的动力学表现出极限环振荡减少到一个简单的，一维的经典随机微分方程近似描述下的半经典近似系统的相动力学。由约化后的相位方程可以近似地重构出原量子系统的密度矩阵和功率谱。该框架使我们能够使用经典极限环振子的标准方法定量地分析量子极限环振子的同步动力学。作为例子，我们分析了量子vanderPol振子在谐波驱动和压缩作用下的同步，包括强压缩和非对称振荡的情况。所开发的框架提供了深入了解量子和经典同步之间的关系，并将促进系统的分析和控制量子非线性振荡器。
2019-06-14 nlin.AO quant-ph
Collective excitations of a strongly-correlated non-equilibrium photon fluid across the Mott/superfluid phase transition
我们发展了一个Gutzwiller理论，研究了在非马尔可夫非相干泵浦驱动下强相互作用光子流体的非平衡定态。特别是，我们探讨的集体激发模式的整个平衡Mott/超流过渡，表征的扩散Goldstone模式在超流相和粒子/空穴激发在绝缘的。突出显示了系统的泵浦-探测光学响应中的可观察特征。我们的研究结果似乎是实验上最先进的电路QED设备，并开辟了道路，驱动耗散流体的光作为量子模拟器的新的多体方案。
2022-11-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dissipative time crystal in a strongly interacting Rydberg gas
本研究在室温里德堡原子气体中实验实现了耗散时间晶体，通过光子透射的持续振荡、非衰减自相关及对噪声的鲁棒性，证明了连续时间晶体的长程时间序。
2024-07-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Nonrecursive Lindblad Quantization of Dissipative Polynomial Dynamics
Hebei University（河北大学）；Hebei Key Laboratory of High-Precision Computation and Application of Quantum Field Theory（河北省量子场论高精度计算与应用重点实验室）；Hebei Research Center of the Basic Discipline for Computational Physics（河北省计算物理学基础学科研究中心）
本文提出一种非递归的 Lindblad 量子化方法，将任意平面多项式耗散流直接映射为开放量子系统，无需递归消除低阶项，并在半经典极限下恢复经典动力学特征，可用于设计具有指定经典结构的量子系统。
2026-09-15 nlin.CD quant-ph
