Geometric perspective on quantum Rabi model: Super adiabatic universality and curvature non-adiabatic effects
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）；Key Laboratory for Quantum Theory and Applications of MoE, Lanzhou Center for Theoretical Physics, Lanzhou University（兰州大学理论物理中心教育部量子理论及应用重点实验室）
通过将量子拉比模型映射到弯曲纳米线系统，建立几何视角，揭示绝热区自旋纹理的普适标度，并发现量子相变相关的非绝热自旋摆动方向切换，赋予相变几何非绝热解释，为理解光-物质相互作用开辟新途径。
2026-09-24 quant-ph
Geometrical Rabi transitions between decoupled quantum states
一个周期性的扰动，如激光场不能诱导过渡矩阵元素为零的两个解耦状态之间的过渡。然而，我们表明，如果另外一些系统参数的变化是不稳定的，这样的过渡成为可能通过绝热变化引起的激发到其他状态。我们证明了两个解耦态之间的全振幅转移可以实现，更重要的是，系统的演化只取决于它在参数空间中的路径。然后，我们的技术提供了一个有价值的手段，研究非平凡的几何动力学通过辅助状态与大的能量分裂。
2008-09-17 quant-ph
On the rotating wave approximation in the adiabatic limit
我重新审视了量子光学中一个长期存在的问题：什么时候旋转波近似是合理的？在Jaynes-Cummings和Rabi模型方面，我证明了无论系统参数如何，近似一般都在绝热极限下崩溃。这是明确表明，通过比较贝里阶段的两个模型，其中发现，这个几何相位是严格为零的拉比模型相反的非平凡的贝里阶段的Jaynes-Cummings模型。这个令人惊讶的结果的来源可以追溯到两个模型中不同的拓扑结构。
2012-08-09 quant-ph
Fast Evolution of Single Qubit Gate in Non-Adiabatic Geometric Quantum Computing
我们在三能级系统中以单次激发的方式实现了几何量子计算的任意单量子比特门。通过考虑状态在布洛赫球上的最短轨迹，使门的演化时间最小化。门的持续时间随着旋转角$γ$从零开始增长，通过Rabi频率的参数化，T门的测试时间可以减少到传统橙切片路径非绝热完整量子计算（NHQC）方案的40%.我们还证明了某些脉冲对静态失谐误差和拉比误差是鲁棒的。与时间相关的失谐量和拉比频率被发现是由一个常数，这是由几何相位确定的彼此成比例。这样，一些以前的NHQC计划可以被视为特殊情况下，在我们的推广模型。
2022-08-29 quant-ph
Static entanglement structure and adiabatic Bell-state preparation in the tripartite quantum Rabi model
Central South University（中南大学）
研究三方量子拉比模型中的静态纠缠结构与绝热贝尔态制备，通过分析能谱和纠缠变化，识别本征分支，给出解析标准，用三态有效模型解释现象，并通过有限时间线性斜坡确定高保真度所需参数，揭示了耦合对纠缠及制备的作用。
2026-07-14 quant-ph
Generalized quantum Rabi model with both one- and two-photon terms: A concise analytical study
在电路量子电动力学系统中出现了一种具有单光子和双光子项的广义量子拉比哈密顿量。通常的宇称对称性在同时存在两种耦合时自然被打破，这使得分析处理变得复杂，即使在旋转波近似中也是如此。本文利用Bogoliubov算子对这一一般模型进行绝热近似，得到了本征值和本征态的一个非常简洁的解析解。虽然绝热近似仅在量子比特频率的消失极限下是精确的，但是在宽参数范围内，某些物理观测量的结果与数值结果吻合得很好。在行波近似中，我们还导出了解析本征解。在此广义模型的拉比振荡中发现两个主要的拉比频率。我们还将本文的分析理论应用于真空拉比分裂。研究发现，正是由于附加双光子耦合项的存在，才出现了一些新的现象。
2019-01-03 quant-ph
Deterministic generations of NOON states via shortcuts to adiabaticity
NOON态在量子信息处理和量子精密测量中起着重要的作用，但在实际应用中不可避免的退相干和操作缺陷限制了这些态的量子效率。在这里，我们提出了一个有效的方案，产生光子NOON态交替快速人口通过技术通过捷径绝热（STA），而不是通常的拉比振荡。由于基于STA的确定性种群通道对操作的细节不敏感，并且可以像拉比振荡一样快地实现，因此所生成的NOON状态的保真度可以令人满意地高。通过快速驱动两个人造量子阱的实验电路QED系统，具体论证了该方案的可行性。
2016-03-16 quant-ph
Anomalous Rabi oscillations in multilevel quantum systems
我们表明，激发概率的一个状态内的一个歧管的水平经历拉比振荡的频率确定的状态之间的能量差，而不是由足够强的脉冲的脉冲面积。所观察到的动力学可以被用作一个强大的状态准备作为一种替代绝热通道，并作为一个有用的光谱方法的程序。
2017-08-28 quant-ph
Crossover from Rabi oscillations to adiabatic population switching in the Faraday optical control of quantum dot spins
TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）
通过研究法拉第几何中受激拉曼跃迁的斯塔克位移振荡，揭示了从拉比振荡到绝热布居转换的连续交叉机制，并利用Landau-Zener-Stückelberg干涉实现了阶梯式布居反转。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric Curvature and Phase of the Rabi model
我们研究了Rabi模型的几何曲率和相位。在行波近似（RWA）下，利用表面积分上的规范无关Berry曲率，计算了单量子比特和双量子比特系统本征态的Berry相位，得到了与自旋为1/2的粒子在磁场中的Berry相位一致的结果.我们将这一思想推广到当系统从一个纯真空玻色场的初态出发时，定义了一个真空诱导的几何曲率。诱导的几何相位与量子比特-腔系统中可以测量的周期内的平均光子数有关。我们还计算了RWA以外的几何相位，发现了一个反常的突变，这意味着绝热定理的失效，绝热循环演化中的Berry相位在谱的反交叉点附近是不确定的。
2015-12-20 quant-ph
Optimizing Conical Intersections Without Explicit Use of Non-Adiabatic Couplings
本文提出两种基于拉格朗日乘子、无需显式非绝热耦合即可优化最小能量圆锥交叉点几何结构的方法，并在小分子及呋喃酰胺和银三聚体上验证了其有效性。
2024-03-13 physics.chem-ph quant-ph
Scaling of non-adiabaticity in disordered quench of quantum Rabi model close to phase transition
系统的动力学表现出非绝热性，即使在临界点附近的慢猝灭。我们分析了量子Rabi模型的非绝热性量子数对猝灭无序的响应，该量子Rabi模型具有正常和超辐射相之间的相变。我们考虑了Rabi模型中的一种无序猝灭，其中系统处于正常相的初始哈密顿量的基态，被猝灭到对应于临界点的最终哈密顿量。该无序被插入到猝灭的总时间中或猝灭参数本身中。我们用数值方法求解了相应的量子动力学方程，发现非绝热效应不受猝灭总时间中无序存在的影响。这一结果，然后独立地证实了绝热微扰理论和Kibble-Zurek机制的应用。对于淬火参数中的无序，我们报告了随着无序的强度单调增加的绝热性。最后，我们考虑淬火的最终哈密顿量被选为平均超过无序的最终哈密顿量，并表明，这种淬火是绝热的平均淬火与最终哈密顿的无序。
2020-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Geometric phase effects in low-energy dynamics near conical intersections: A study of the multidimensional linear vibronic coupling model
在含有圆锥形交叉点的分子系统中，绝热表象中的原子核和电子波函数会出现非平凡的几何相位。研究了N维线性电子振动耦合（LVC）模型核动力学中的GP效应。GP对低能核动力学的主要影响是减少了LVC低能面局部极小值之间的布居转移。对于LVC模型，我们提出了一种等距坐标变换，将非绝热效应限制在与N-2维环境相互作用的二维子系统中。由于环境模式不耦合电子态，所有GP效应都源于子系统内的核动力学。我们探讨了GP影响孤立子系统的核动力学，以及子系统与环境的相互作用如何干扰GP效应。比较有和没有GP的量子动力学，使我们能够设计简单的规则来确定GP在这个模型中对核动力学的意义。
2013-10-10 quant-ph
Numerical Engineering of Robust Adiabatic Operations
绝热操作在物理、化学和量子信息科学的许多领域中是强有力的量子控制工具。然而，由于绝热性的固有鲁棒性可能在需要短进化时间的应用中受损。我们提出了一个单一的通用的基于梯度的优化协议，结合绝热控制与有效的哈密顿工程，以设计绝热操作量身定制的实验装置的特定缺陷和资源。该协议的实用性证明了工程的快速，2.3拉比周期长的绝热反转脉冲的磁共振与内置的鲁棒性拉比场的不均匀性和共振偏移。在固态样品上的纳米级力检测磁共振实验中验证了脉冲的性能和鲁棒性，表明整体平均反演精度为$\sim 99.997\%$。我们进一步展示了我们的协议的效用，通过提供绝热脉冲的例子强大的自旋-自旋相互作用，参数选择操作和操作连接任意状态，每个实验的动机。
2021-05-01 quant-ph
Fidelity Susceptibility in the Quantum Rabi Model
量子临界通常发生在多体系统中。最近的研究表明，当二能级原子的频率与腔场的频率之比为无穷大时，描述二能级原子与单模腔场耦合的量子Rabi模型将出现从正常相位到超辐射相位的量子相变.本文从保真度磁化率的角度研究了量子Rabi模型中的量子相变。我们发现，当二能级原子的频率与腔场的频率之比为有限时，在Rabi模型的量子临界点附近，保真度极化率和广义绝热极化率呈现普遍的有限尺寸标度行为.通过对保真度极化率的有限尺寸标度分析，我们发现Rabi模型中的四阶保真度极化率和四阶广义绝热极化率的绝热维数分别为$4/3$和$2$.同时得到了Rabi模型量子临界点的关联长度临界指数和动力学临界指数分别为$3/2$和$1/3$。由于保真度磁化率和广义绝热磁化率是量子噪声谱的矩，在线性响应区可以通过实验直接测量，因此可以通过实验检验Rabi模型中保真度磁化率的标度行为。量子拉比模型的简单结构为实验观察量子相变时保真度磁化率的普遍标度行为铺平了道路。
2017-09-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Rabi-error and Blockade-error-resilient All-Geometric Rydberg Quantum Gates
本文提出一种在控制原子和目标原子上分别采用非绝热与绝热几何操作的全几何 Rydberg 量子门方案，显著提升对 Rabi 误差和阻塞误差的鲁棒性，并数值验证其可行性。
2023-02-07 quant-ph
The moving crude adiabatic alternative to the adiabatic representation in excited state dynamics
在动态量子动力学中，电子表示的选择至关重要。绝热表示是有吸引力的，因为绝热状态很容易从量子化学包中获得。核波包，然后扩展高斯函数的基础上，遵循轨迹探索的势能面和近似的潜力，使用的绝热量的局部扩展。然而，绝热表示在涉及圆锥相交时受到严重的限制：对角Born-Oppenheimer修正（DBOCs）是不可积的，并且除非有模型，否则无法解释核波包的几何相位效应。为了克服这些困难，提出了移动原油绝热（MCA）表示，并成功地测试了低能量动力学的波包裙圆锥交叉。我们评估的MCA表示的情况下，非绝热过渡通过圆锥形的交叉点。首先，我们证明了在绝热表示中使用高斯基确实表现出上述困难，特别强调了正则化DBOC项的可能性。然后，我们表明，MCA确实能够正确地模拟非绝热转变。对双（亚甲基）金刚烷基阳离子和丁三烯阳离子的线性振动耦合模型进行了测试。
2022-04-29 physics.chem-ph quant-ph
All Optical Switch of Vacuum Rabi Oscillations: The Ultrafast Quantum Eraser
研究了单级联三能级量子发射体与微腔强耦合的全光时间控制。我们发现，只有特定的到达时间的控制脉冲成功地关闭拉比振荡。根据控制脉冲的到达时间，可以观察到各种奇异的非绝热腔量子电动力学效应。我们发现，只有特定的到达时间的控制脉冲能够突然关闭和打开腔光子的一阶相干性，而不影响它们的强耦合布居动力学。这种行为可以理解为量子互补性的表现。
2010-10-04 quant-ph
Extending the quantal adiabatic theorem: Geometry of noncyclic motion
我们表明，非循环相位的几何起源，必须包括在近似的绝热波函数。详细计算了具有圆锥相交系统和Aharonov-Bohm情形的绝热非循环几何相。本文讨论了一个测量绝热非循环几何相位的自旋为1/2的实验。我们还分析了文献和教科书中关于非循环几何相位的一些误解。
1998-01-28 quant-ph
Spin Phonon Relaxation Dynamics from a Conical Intersection of Trapped Rydberg Ions
本文利用两个囚禁里德伯离子构建锥形交叉，通过主方程、平均场和数值计算研究有限里德伯寿命对振电动力学的阻尼影响，并证明微秒尺度内可观测振荡锥形效应。
2024-11-28 quant-ph
Nonadiabatic conical intersection dynamics in the local diabatic representation with Strang splitting and Fourier basis
开发了一种精确的锥形交叉非绝热波包动力学方法，结合局部绝热表示、Strang 分裂和 Fourier 基，能捕获所有非绝热效应并无奇点，可直接利用标准电子结构计算的绝热态进行精确建模。
2023-12-01 physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic critical quantum metrology cannot reach the Heisenberg limit even when shortcuts to adiabaticity are applied
我们表明，在绝热的方法，以临界量子精密测量的量子费舍尔信息不能导致海森堡限制的精度，因此经常量子精密测量下的最佳设置总是优越的。此外，我们认为，即使绝热性的捷径可以任意减少准备临界基态的时间，他们不能被用来实现或克服绝热临界量子精密测量的量子参数估计的海森堡限制。作为案例研究，我们探讨了应用反非绝热驱动的朗道-齐纳模型和量子拉比模型。
2021-06-25 quant-ph
Quantum Control of Atom-Ion Charge Exchange via Light-induced Conical Intersections
本文研究超冷原子-离子电荷交换反应中激光诱导锥形交叉的非绝热效应，预测K与Ca$^+$速率系数随激光频率出现不规则干涉，并揭示锥形交叉可使速率系数差异达$10^{-9}$ cm$^3$/s。
2023-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Simulating conical intersections with trapped ions
圆锥相交在分子物理学和光化学中很常见，并且经常被用来解释观察到的反应产物。当激发电子势能面与基态电子势能面在核位置的坐标空间中相交时，可以发生圆锥相交。理论预言，圆锥相交将导致地面势能面上波包的几何相位。虽然实验上已经观察到圆锥相交，但在分子系统中还没有观察到几何相。在这里，我们使用一个被囚禁的原子离子系统进行量子模拟的圆锥交叉。被捕获的原子离子的内部状态充当电子状态，并且原子核的运动被编码为离子的正常运动模式。模拟的电子势是通过在近共振激光作用下对离子施加与态有关的力来构造的。我们实验观察几何相位的基态表面上使用绝热状态的准备，其次是运动状态的测量。我们的实验显示了在量子模拟器中结合自旋和运动自由度的优势。
2023-02-03 quant-ph
Quantum Control in Qutrit Systems using Hybrid Rabi-STIRAP Pulses
本文介绍并从理论上分析了利用慢绝热STIRAP操作和短非绝热Rabi脉冲在qutrit系统中产生任意三能级的过程。在该方案中，快脉冲在基态和第一激发态之间产生叠加，而慢脉冲通过受激拉曼绝热通道（STIRAP）将任意布居转移到第二激发态。我们展示了能级种群和相位的高保真度量子控制，并描述了绝热性破坏下产生的误差。在一个配置中的辅助状态是可用的，我们展示了如何实现一个非拆除监测的相对阶段。这些方法是通用的，并且可以在具有至少三个可访问能级的量子系统可用的任何实验平台上实现。我们在这里详细讨论电路量子电动力学（QED）的实验实现的基础上得到的结果与transmon，其中使用的混合Rabi-STIRAP序列的人口控制已经实现。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Local diabatic representation of conical intersection quantum dynamics
本文提出一种局域diabatic表示，用于圆锥交叉周围的电子-核动力学，避免非绝热耦合奇点，并成功捕捉非绝热跃迁、电子相干性和几何相位。
2023-04-10 physics.chem-ph quant-ph
Deterministic generation of multi-photon bundles in a quantum Rabi model
本研究提出在量子拉比模型中利用Ξ型三能级原子与高斯脉冲驱动，通过受激拉曼绝热通道技术确定性产生反聚束多光子束的方案，为相关量子技术应用提供支持。
2023-03-27 quant-ph
Solutions to the anisotropic quantum Rabi model
利用两种扩展相干态研究了具有不同旋波项和旋波项耦合强度的各向异性量子Rabi模型。利用第一类ECS，我们可以导出一个所谓的$G$ -函数，利用它可以给出正则解和例外解。例外解恰好对应于两个不同宇称的能级的交叉点，因而是双简并的。利用第二类ECS，得到了求解本征解的统一解析格式。零级近似是绝热近似，一级近似实际上是广义的行波近似。在两种近似下，给出了本征解的代数公式。在两种不同的耦合强度和量子比特失谐量的大范围内，广义双折射波近似都能很好地工作。
2015-02-02 quant-ph
Directional Motional Control via Engineered Conical Intersections in Trapped Rydberg Ions
本文利用量子最优控制技术，通过在囚禁里德堡离子中设计锥形交叉来打破动力学对称性，实现了高保真度的方向性运动波包控制，为量子信息处理中的门操作提供了新资源。
2025-09-14 quant-ph
Accelerating adiabatic quantum transfer for three-level $Λ$-type structure systems via picture transformation
本文研究了具有$Λ$型结构的三能级系统的量子转移，并通过图像变换构造了一条通往绝热通道的捷径，以加速系统的演化.我们可以直接设计脉冲，而无需任何额外的耦合。此外，通过选择合适的控制参数，脉冲的拉比频率可以用高斯函数的线性叠加来表示，这在实验中很容易实现。与以往的受激拉曼绝热过程相比，本方案可以显著地加速量子转移。
2017-03-06 quant-ph
Isoenergetic cycle for the quantum Rabi model
等能循环是一个纯机械循环，由不动过程和等能过程组成。在后者中，系统与保持哈密顿量的期望值恒定的能量池相互作用。这个循环主要是在由被限制在幂律陷阱中的粒子组成的系统中研究的。在这项工作中，我们研究的情况下，控制的耦合强度参数，谐振腔频率和二能级系统的频率的量子拉比模型描述的系统的等能循环的性能。对于控制耦合强度参数或谐振器频率的情况，我们发现当在第一绝热阶段充分增加参数时，可以达到最大的单位效率。此外，对于前两种情况，在对应于高效率的参数值处获得提取的最大功，这构成了对该循环的当前提议的改进。
2018-03-21 quant-ph
GHZ-like states in the Qubit-Qudit Rabi Model
研究了一个量子比特和一个d能级量子系统通过一个共腔耦合的Rabi型哈密顿系统。在弱耦合和强耦合的限制，通过适当的微扰方案的频谱进行了分析。分析表明，量子阱多能级的存在有效地增强了量子比特-量子阱相互作用。强耦合系统的基态为Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）型。因此，尽管量子比特-量子比特强耦合，GHZ态的特定三体纠缠的性质抑制了二体纠缠。我们分析了量子位-谐振器耦合和量子位-谐振器耦合的淬灭和绝热开关下的系统动力学。在猝灭的情况下，我们发现量子阱中的能级数目增强了谐振腔中光子的非绝热产生。绝热控制是制备GHZ态的一种可能途径。我们的分析为进一步研究量子比特-量子点系统中的相干态转移提供了相关信息。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Vacuum Rabi Splitting and Quantum Fisher Information of a Non-Hermitian Qubit in a Single-Mode Cavity
本研究用Bogoliubov算符方法求解PT对称量子拉比模型，解析获得更精确本征解，预测真空拉比劈裂，并发现奇异点附近量子Fisher信息显著增强，为提升非厄米系统量子灵敏度提供新途径。
2025-10-10 quant-ph
Robust controlled-Z gate for Rydberg atoms based on level-crossing-free echoing rapid adiabatic passage
College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University（山西大学物理电子工程学院）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
该研究提出一种基于无能级交叉回波快速绝热通道的里德伯原子鲁棒受控-Z门方案，通过特定脉冲设计与耗散建模，实现高保真度的两/三量子比特门，抗参数波动能力强，适用于大规模中性原子阵列并行操作。
2026-08-14 quant-ph
Creation of quantum entangled states of Rydberg atoms via chirped adiabatic passage
纠缠态对于现代量子技术至关重要，这使得它们的创造成为未来发展的关键。本文提出了一种鲁棒的量子控制方法，用于产生两类典型的纠缠态：W态和Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。它是从分析碱金属原子链$^{87}Rb $与激光脉冲相互作用，导致从基态到具有预定磁量子数的里德堡态的双光子跃迁发展而来的。该方法是基于双光子绝热通道的机制，使用重叠的啁啾脉冲和相互作用的拉比频率，单光子失谐，和里德伯-里德伯相互作用的强度。
2020-07-20 quant-ph
Robust Non-Adiabatic Holonomic Gating in Qutrits via Inverse-Engineered Pulse Shaping and Error Compensation
Shanghai University（上海大学）；China Mobile (Suzhou) Software Technology Co., Ltd.（中国移动（苏州）软件技术有限公司）；Soochow University（苏州大学）
本研究通过逆向工程脉冲成型与误差补偿，实现三能级系统中非绝热简并门的高保真量子控制。
2026-09-29 quant-ph
Comparison of the sensitivity to systematic errors between non-adiabatic non-Abelian geometric gates and their dynamical counterparts
我们研究了控制参数的系统误差对基于非绝热非阿贝尔几何完整性和依赖于纯动力学演化的单量子比特门的影响。它明确表明，控制场的拉比频率的系统误差影响这两种门以不同的方式。在这个系统误差的存在下，由非绝热非阿贝尔几何门产生的变换在计算空间中不是幺正的，并且由此产生的门失真大于动力学方法。我们的结果为在系统噪声为主要噪声源的物理系统中选择合适的实现基本量子门的方法提供了理论依据。
2016-03-26 quant-ph
Strictly Non-Adiabatic Quantum Control of the Acetylene Dication Using an Infrared Field
我们证明了在乙炔双金属的去质子化过程中存在严格的非绝热控制路径。通过在离子符合实验中测量动能位移，实验地识别该路径。我们使用TDSE仿真来确定哪些属性最强烈地影响我们的控制。我们发现，共振控制周围的锥形交叉点是有限的速度的非绝热动力学。
2020-01-20 physics.chem-ph quant-ph
Robust stimulated Raman shortcut-to-adiabatic passage by invariant-based optimal control
在基于绝热演化的三能级量子系统中，受激拉曼绝热通道（STIRAP）是一种在两个具有相同宇称的离散量子态之间精确转移布居数的有效方法。该技术在物理、化学等许多领域具有广泛的理论和实验应用。在这里，我们提出了一个普遍强大的方法来加快STIRAP与不变量为基础的捷径绝热。通过对动力学过程的控制，我们反求出了一族哈密顿量，该哈密顿量可以实现从第一层到第三层的快速、准确的布居转移，同时系统误差在总体上得到了很大的抑制.此外，详细的权衡之间的关系的中间态的人口和拉比频率的振幅在转移过程中示出。这些结果为今后量子信息处理中操纵三能级量子系统的演化提供了一条最佳途径。
2021-03-02 quant-ph
PT-symmetric quantum Rabi model
本研究解析求解PT对称量子拉比模型，揭示奇异点随耦合强度消失与重现，并展示强耦合下丰富动力学行为，将PT对称理论推广至量子光-物质相互作用领域。
2023-11-09 quant-ph
Analysis of geometric phase effects in the quantum-classical Liouville formalism
我们分析了两种方法的量子经典刘维尔（QCL）形式主义，不同的两个操作的顺序：维格纳变换和投影到绝热电子态。分析进行了一个二维线性振动模型，几何相位（GP）的影响所产生的锥形交叉深刻影响核动力学。我们发现Wigner-then-Adiabatic（WA）QCL方法捕获了GP效应，而Adiabatic-then-Wigner（AW）QCL方法没有。此外，AW-QCL中的Wigner变换导致了双值函数的一个病态傅里叶变换。这些功能的双值字符源于非平凡的GP绝热电子态的存在下，一个圆锥形的交叉。相比之下，WA-QCL通过从完整问题的单值量的维格纳变换开始来避免这个问题。由于WA-QCL方法仅使用绝热势和非绝热导数耦合作为输入，我们的研究结果表明，WA-QCL可以捕获GP效应在一般的两态交叉问题，使用第一性原理电子结构计算没有事先diabatization或引入显式的相位因子。
2013-12-06 physics.chem-ph quant-ph
Quantum-Electrodynamical Density-Functional Theory Exemplified by the Quantum Rabi Model
本文以量子 Rabi 模型和 Dicke 模型为例，展示了量子电动力学密度泛函理论（QEDFT）的关键特性，推导了约束搜索泛函、交换关联势及绝热连接的解析形式，从而在无近似条件下研究 DFT 的核心特性。
2025-02-25 quant-ph
The Molecular Aharonov-Bohm effect Redux
介绍了一个在绝热近似下预测类Aharonov-Bohm（AB）散射的可解分子碰撞模型。对于它，我们传播耦合信道波包，而不诉诸于一个Born-Oppenheimer（BO）近似。在这些，确切的，解决方案中，我们发现的拓扑相位位错线是独立的碰撞能量的证据，并提供了明确的签名的AB类散射。这些模拟的结果与最近的一项研究的结论，表明生存的分子Aharonov-Bohm（MAB）的影响，只有在绝热极限，其中核约化质量$μ\rightarrow \infty$。我们讨论了这个模型的推广，并考虑可能的筛选的Mead-Truhlar矢量潜在的存在下，多个圆锥路口（CI）。我们证明了威尔逊圈相位积分的值$-1$，如果它包含一个奇数的CI的，并采取值$+1$为偶数。在这个模型的范围内，我们调查的超冷极限的散射解决方案的存在下，一个圆锥形的交叉点和评论的相关性Wigner阈值行为的s-波散射。
2016-05-18 quant-ph
Exploring exact-factorization-based trajectories for low-energy dynamics near a conical intersection
本研究利用精确因子化方法，结合量子波包与轨迹动力学，探究锥形交叉附近低能动力学，发现经典近似轨迹难以准确描述非绝热效应。
2024-02-05 physics.chem-ph quant-ph
Rabi model as a quantum coherent heat engine: From quantum biology to superconducting circuits
本文提出了一种多能级量子热机，其工作介质由广义拉比模型描述，该模型由一个耦合到单模玻色场的两能级系统组成。该模型被构造为是一个连续极限的量子生物学描述的光捕获复合物，使它可以放大量子相干性的机制，这是一个量子模拟的经典惠更斯的时钟。在四冲程循环的等容过程中，工质与经典热浴耦合，在绝热过程中改变耦合强度或共振频率。我们发现，这样的发动机可以产生的工作效率接近卡诺约束时，它在低温和超强耦合制度。从二阶相干性、量子互信息和纠缠的对数负性等方面讨论了量子相干性和量子关联对发动机性能的影响。我们指出，拟议的量子奥托引擎可以实现实验与现代电路量子电动力学系统，磁通量子比特可以超强耦合到超导传输线谐振器。
2015-02-18 quant-ph
Non-Adiabatic Fluctuation in Measured Geometric Phase
我们研究了非绝热效应是如何引起二能级系统的“几何相位”中可观测到的涨落的，“几何相位”被定义为绝热极限下的实验可测量量。从该模型的Rabi精确解出发，对超导电路系统中相位涨落的实验发现[P.J.Leek，\textit{et al} .，Science \textbf{318}，1889（2007）]，这似乎被认为是常规的实验误差。
2009-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
One-photon Solutions to Multiqubit Multimode quantum Rabi model
量子拉比模型的一般解涉及具有无限数量光子的子空间。然而，对于多量子比特多模的情况下，我们找到了特殊的解决方案，最多一个光子的任意数量的量子比特和光子模式。与Juddian解不同，我们的解存在于具有恒定本征能量的任意单量子比特-光子耦合强度。这对应于光谱中的水平线，同时仍然是量子比特-光子纠缠态。作为一个可能的应用，我们提出了一个绝热方案，用于快速产生任意单光子多模W态，非绝热误差小于1%。最后，我们提出了一个超导电路的设计，展示了多模多量子比特拉比模型的实验可行性。
2021-02-22 physics.optics quant-ph
Efficient population transfer in a quantum dot exciton under phonon-induced decoherence via shortcuts to adiabaticity
University of Patras（帕特雷大学）；Democritus University of Thrace（色雷斯德谟克利特大学）
本研究通过快速捷径到绝热性技术，在低温下实现量子点中高效的人口转移，并在高温下通过亚皮秒脉冲实现快速人口倒置。
2025-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macroscopic Rabi-Like Oscillations of Ultracold Atoms in an Asymmetrical Two-Dimensional Magnetic Lattice
本文研究了在非对称二维磁晶格中囚禁的超冷量子简并气体（如玻色-爱因斯坦凝聚体）中$macroscopic$ $quantum$ $phase$的存在性。我们指出了在新的二维磁晶格中，通过外加偏磁场来控制隧穿的关键。宏观量子相位签名被确定为拉比振荡时，解决耦合的时间相关的微分方程，这里描述的玻色子约瑟夫森结（BJJ）的系统。在求解系统的BJJ，我们使用了一个序参量，其中包括两个随时间变化的参数，这是在每个晶格位置的分数人口和相位差。BJJ解为宏观量子相干性提供了一个明确的证据。
2010-06-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Conical Intersections on Hyperfine Quenching of Hydroxyl OH in collision with an ultracold Sr atom
锥形交叉点（CI）对电子弛豫的影响，从激发态到基态的跃迁，已经得到了很好的研究，但它们对反应物分子中超精细猝灭的影响还不清楚。在这里，我们报告了羟基自由基OH与Sr原子的超冷碰撞动力学，导致OH超精细态的猝灭。我们对这个过程的量子力学计算表明，猝灭是有效的，由于在共线几何的圆锥相交附近的异常分子动力学。我们观察到广泛的散射共振功能在弹性和非弹性速率系数在碰撞能量低于k × 10 mK。它们被识别为p波或d波形状的共振。我们还描述了这些非反应性碰撞相关的电子势，它们的非绝热过程，以及非绝热耦合附近的CI潜力。
2020-06-26 physics.chem-ph quant-ph
Spontaneous-symmetry-breaking assisted quantum sensors
我们提出了一个基于量子Rabi模型中的破缺绝热跃迁测量弱力的量子传感方案。我们表明，系统所描述的拉比哈密顿可以作为一个传感器的灵敏度超出yN $/\sqrt{\text{Hz}}$范围的极其微弱的力量。我们提出了一种实现这种传感协议使用一个单一的被困离子。我们的计划的一个主要优点是，力的检测是由投影测量的自旋态的人口在过渡结束时，而不是迄今为止使用的慢得多的声子数测量。
2015-06-26 quant-ph
Exploring vibronic dynamics near a sloped conical intersection with trapped Rydberg ions
Mohammed VI Polytechnic University（穆罕默德六世理工大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
利用受困里德堡离子的边带跃迁和偶极-偶极相互作用，研究斜锥交点附近自旋-声子耦合动力学，发现声子波包在势能最小值时冻结，而隧穿导致初始态部分复兴，且在微秒和纳米尺度上实现拉比振荡。
2025-12-04 physics.atom-ph quant-ph
Universal non-adiabatic control of small-gap superconducting qubits
在旋转坐标系中，二能级系统的共振横向驱动耦合了拉比频率下的两个简并态，这是量子力学中出现的一个惊人的等价性。虽然在控制自然和人工量子系统方面非常成功，但可能会出现某些限制（例如，可实现的门速度），这是由于像反向旋转项这样的非理想性。在这里，我们探讨了一种互补的方法来量子控制的基础上，非共振，非绝热驱动的纵向参数在存在一个固定的横向耦合。我们介绍了一种超导复合量子比特（CQB），由两个电容耦合transmon量子比特形成，其特点是在两个能级之间避免了一个小的交叉-小于环境温度。我们仅使用基带脉冲、非绝热跃迁和相干朗道-齐纳干涉来控制这种低频CQB，以实现快速、高保真、单量子比特操作，Clifford结晶度超过$99.7\%$。我们还在两个低频CQB之间执行耦合量子比特操作。这项工作表明，低频量子比特的通用非绝热控制是可行的，仅使用基带脉冲。
2020-10-31 quant-ph
Quantum Rabi Model with Trapped Ions
利用单囚禁离子的失谐双色边带激发，对量子Rabi模型进行了全参数范围的量子模拟。我们表明，目前的设置可以重现，特别是，这样一个典型的光-物质相互作用的超强和深强耦合制度。此外，我们还结合这些极端偶极区，利用绝热方法研究了它们的纠缠基态的可控产生和探测。离子阱可以说是Jaynes-Cummings模型的第一个量子模拟，Jaynes-Cummings模型是量子拉比模型的一个限制区域，其中驻波近似成立。我们表明，一个可以超越和实验研究的量子模拟的耦合制度的量子拉比模型，很难实现与自然偶极相互作用。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
