Collective States and Symmetric Local Decoherence in Large Ensembles of Qubits
原子自旋系综的对称集体态（即，在粒子交换下不变的多体状态）不被相同但单独地作用于系综成员的退相干保持。我们在N个自旋为1/2的粒子系综中发展了一类集体态，它在对称局域退相干下是不变的，并且发现这些集体态所覆盖的希尔伯特空间的维数仅为N^2。然后，我们研究实验相关的非经典集体原子态的开放系统动力学，包括薛定谔猫和自旋压缩态，受到各种对称的，但本地退相干模型。
2008-05-19 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
Cavity-QED based on collective magnetic dipole coupling: spin ensembles as hybrid two-level systems
我们分析了自旋系综与超导微波带状线结构的磁偶极耦合，并结合了基于约瑟夫森结的transmon量子比特。我们表明，这个系统是由嵌入Jaynes-Cummings模型描述：在强耦合制度，集体自旋波激发的电子系综拿起腔模式的非线性，这样的两个最低本征态的耦合自旋波+微波腔+约瑟夫森结系统定义一个混合的两能级系统。这里描述的建议使得能够使用自旋系综作为量子比特，其可以使用相同的非线性腔进行相干操纵和耦合。具有磁偶极跃迁的强耦合腔QED的可能性开辟了将先前提出的量子信息处理协议扩展到硅或石墨烯中的自旋的可能性，而不需要单电子约束。
2008-09-17 quant-ph
Photon-antibunching in the fluorescence of statistical ensembles of emitters at an optical nanofiber-tip
本文研究了由光学探针近场激发的冷原子统计系综所发射光的光子统计特性。原子间的偶极-偶极相互作用在如此短的距离上抑制了多个光子的同时发射，并导致光子的反聚束。我们考虑一个平均原子数的顺序和处理泊松混合的一个和两个原子，包括偶极-偶极相互作用和集体衰变。在量子蒙特卡罗模拟中模拟了原子态的时间轨迹，由此导出了$g^{(2)}$ -光子自相关函数。一般的结果可以适用于任何统计合奏的发射器是相互作用的偶极-偶极相互作用。
2018-09-20 quant-ph
Emission photon statistics in collectively interacting dipole atom arrays in the low-intensity limit
Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文系）；Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学量子科学与工程研究所）
研究低强度下集体相互作用偶极子原子阵列发射光子的统计特性，通过双激发态分析单激发态模式，并探讨不同探测方案下零延迟光子相关函数g^(2)(0)的调控方法。
2026-03-17 quant-ph
High-efficiency cluster-state generation with atomic ensembles via the dipole-blockade mechanism
我们从理论上证明了一个方案的集群状态生成，原子系综和偶极封锁机制的基础上。在协议中，原子系综充当单个量子比特系统。因此，我们回顾了定义为原子系综集体态的量子比特上的单量子比特操作。我们的纠缠协议需要几乎相同的单光子源，每个物理量子比特一个超冷系综，以及常规的光电探测器。给出了量子纠缠的一般过程，以及一步生成成功概率为p_success ~ eta^{Q/2}的量子比特GHZ态的过程，其中eta是探测效率和源效率的组合。这比任何已知的鲁棒概率纠缠操作都要有效得多。GHZ态构成了通用簇态的基本构建块，这是单向量子计算机的资源。
2009-02-09 quant-ph
$N$ Scaling of Large-Sample Collective Decay in Inhomogeneous Ensembles
实验研究空心光纤中无序原子系综的集体衰变，发现不均匀性破坏 $N$ 标度，通过有效发射体数目恢复标度，为优化集体衰变提供物理见解。
2023-12-21 quant-ph
Coherent control in a decoherence-free subspace of a collective multi-level system
研究了偶极-偶极相互作用多能级原子系统中的无消相干子空间。结果表明，两个偶极-偶极相互作用的四能级原子的集体态空间包含一个四维DFS。我们描述了一种方法，允许通过激光场填充DFS的反对称态，而不需要两个原子之间的场梯度。我们将这些反对称态确定为长寿命纠缠态。此外，我们表明，任何单量子比特操作之间的两个状态的DFS可以诱导通过微波场。这些量子位旋转的典型操作时间可以比核自旋系统的操作时间短得多。
2007-06-04 quant-ph
Squeezing the Collective Spin of a Dilute Atomic Ensemble by Cavity Feedback
我们提出并分析了一种简单的方法，通过与光学谐振腔的驱动模相互作用，动态地、无条件地压缩稀释原子系综的集体自旋，正如最近证明的那样[I]。D. L.，M. H.美国，和V.V.，物理修订信函104，073602（2010）]。我们表明，大量的压缩可以实现在政权的强集体系综谐振腔耦合。压缩最终受到光子发射到自由空间或布洛赫球曲率的限制。我们推导出这两个极限，并显示出每一个都占上风。
2010-02-18 quant-ph
Collective Dissipation of Oscillator Dipoles Strongly Coupled to 1-D Electromagnetic Reservoirs
本研究针对耦合于一维电磁库的谐振子型偶极子的集体耗散动力学展开，借助玻色子特性实现任意耦合强度下的精确模拟，揭示了不同耦合区间的动力学特征与机制。
2024-11-03 quant-ph
Collective scattering in lattice-trapped Sr atoms via dipole-dipole interactions
本文基于耦合偶极模型研究三维光晶格中稠密锶原子系综的集体散射，揭示散射强度、频移和线宽对原子间距、原子数、分布、激光偏振及探测位置的依赖关系，为多体物理和量子信息应用提供新平台。
2023-08-07 physics.atom-ph quant-ph
Dynamics of the collective modes of an inhomogeneous spin ensemble in a cavity
研究了非均匀加宽自旋系综与单腔模耦合的激发动力学。自旋系综的集体激发可以用广义自旋波来描述，在没有腔的情况下，自旋系综的自由演化可以描述为波数的漂移而没有色散。在这篇文章中，我们表明，在存在耦合到腔模式的动态可以单独描述的波数的修改后的时间演化。特别是，我们表明，集体激发与一个明确定义的波数通过没有分散从负到正值的波数没有填充零波数自旋波模式。这些结果与多模式集体量子存储器有关，其中量子比特以不同的自旋波编码。
2011-03-02 quant-ph
Squeezing of Collective Excitations in Spin Ensembles
我们分析了通过反转一个系综中的自旋并允许系综之间通过近共振腔场进行自旋交换来产生两个独立自旋系综的双模自旋压缩态的可能性。我们调查的动力学系统使用的数值和解析计算相结合，我们得到了压缩的参数范围很广。我们还研究了压缩特性向腔场和腔输出模的转移。最后，我们调查如何压缩的影响，将存在于固态实现的自旋系综的不均匀性的影响。
2012-07-29 quant-ph
Hong-Ou-Mandel Interference between Two Deterministic Collective Excitations in an Atomic Ensemble
我们证明了在一个原子系综中两个不同的集体激发的确定性产生，并实现了它们之间的Hong-Ou-Mandel干涉。使用里德伯封锁，我们在两个不同的塞曼能级创建单一的集体激发，我们使用受激拉曼跃迁之间的激发原子模式进行分束器操作。通过将原子激发转换为光子，利用光子符合探测测量了双激发干涉，可见度为0.89（6）。Hong-Ou-Mandel干涉观测到了原子集体激发的纠缠NOON态，并证明了它对磁场的灵敏度是单次激发的两倍.我们的工作实现了玻色子采样的最小实例，并为进一步的多模式和多激发研究与原子系综的集体激发铺平了道路。
2016-08-10 quant-ph
Correlated Photons from Collective Excitations of Three-Level Atomic Ensemble
系统地研究了两个量子化光场与一个由经典光场驱动的循环原子系综的相互作用。这种所谓的原子循环系综由三能级原子组成，由于对称性破缺而产生δ型跃迁，这也可以在超导量子线路中实现。95，087001（2005）]。我们探讨了通过对原子-光子系统的相干操纵，在光子态之间以及光子与原子集体激发之间产生量子纠缠的动力学机制。结果表明，通过绝热控制经典场拉比频率，可以将量子信息从一个量子化光模完全转移到另一个量子化光模，并且可以将两个量子化光场携带的量子信息存储在该原子系综的集体模中。
2006-05-16 quant-ph
Enhanced collective Purcell effect of coupled quantum emitter systems
腔嵌入式量子发射器显示出强烈的修改自由空间辐射特性，如增强衰减称为珀塞尔效应。中心参数是协同性$C$，相干腔耦合强度的平方与腔和发射体衰减速率的乘积的比率。对于单个发射体，$C$与跃迁偶极矩无关，并且由诸如精细度和模腰的几何腔特性决定。在最近的工作[物理学。119，093601（2017）]我们已经表明，偶极-偶极耦合量子发射体的系综中的集体激发显示出与腔模式的相干耦合和自发自由空间衰减之间的解纠缠。这导致了一个强大的增强腔协同周围的某些集体次辐射反共振。在这里，我们提出了一个量子朗之万方程的方法，旨在提供超越经典耦合偶极子模型的结果。我们表明，亚辐射增强的协同效应的影响刻在腔输出场的量子相关性，同时也强烈增加了腔发射系统的集体克尔非线性效应。
2019-04-30 quant-ph
Strong Collective Chiroptical Response from Electric-Dipole Interactions in Atomic Systems
Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学）；Universidade Federal Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学）
通过电偶极相互作用，在亚波长距离的原子手性结构中实现强集体手性响应，揭示了几何手性与集体光-物质相互作用的关联。
2026-09-02 physics.atom-ph quant-ph
Excitation transport with collective radiative decay
我们研究了一个一维量子发射链的激发和相关的运输发生通过最近的邻居，偶极-偶极相互作用。在集体辐射的存在下，我们表明，相位印记波包初始化过程可以导致亚辐射输运，并可以保持量子关联。在腔介导的运输，其中发射器耦合到一个共同的离域光学模式的上下文中，我们分析的频率紊乱和不相同的光子-发射器耦合激发运输的效果。
2021-02-16 quant-ph
Master equation for collective spontaneous emission with quantized atomic motion
我们导出了一个包含与原子运动量子化有关的所有效应的二能级原子系综内部动力学的马尔可夫主方程。我们的方程提供了一个统一的图片的后果反冲和不可分割的原子超出了兰姆-迪克制度的耗散和保守的动力学，并同样适用于可区分和不可区分的原子。我们给出了任何运动态的衰变率和偶极-偶极位移的一般表达式，并找到了许多相关态（高斯态、福克态和热态）的封闭形式公式。特别是，我们表明，偶极-偶极相互作用和合作的光子发射可以调制通过外部状态的运动。
2015-12-24 quant-ph
Quantum computing with collective ensembles of multi-level systems
我们提出了一种新的物理方法来编码和处理多能级量子系综中的量子信息，其中不同的比特不是由单个粒子携带，而是与不同内部能级的集体布居相关联。一位和两位门是通过集体内部状态转换来实现的，该转换在存在将每个内部状态的种群限制为零和一的激励阻断机制的情况下发生。10-20比特量子计算机可以通过该方案在受到里德伯激发阻断机制的基态原子的单个被捕获云中构建，并且寄存器大小与原子中的内部量子态的数量之间的线性依赖性提供了实现更大寄存器的现实手段。
2007-08-10 quant-ph
Conditional dynamics induced by new configurations for Rydberg dipole-dipole interactions
我们提出了一种新的方法来使用强里德伯偶极-偶极相互作用，以诱导非平凡的条件动力学在单个原子系统和介观系综。与以前的工作相反，我们建议激发原子到不同的里德伯态，这可能会导致更丰富的动力学行为。具体来说，我们研究系统的个别氢原子或介观合奏激发到高躺氢类s，p或d状态，并显示如何执行三量子位条件动力学的信息，它们包含通过适当使用偶极-偶极相互作用引起的能量转移。
2007-06-01 quant-ph
Entangled collective-spin states of atomic ensembles under non-uniform atom-light interaction
本文研究了原子系综与光模非均匀相互作用下纠缠的光学产生和验证。我们表明，对于广泛的参数范围内的非均匀耦合的原子自旋系统可以被描述为一个合奏的均匀耦合的自旋与减少有效的原子光耦合和减少有效的原子数，与减少因子的顺序统一给出的合奏模式几何。这种描述是有效的，即使是复杂的纠缠态与任意相空间分布函数，只要检测不解决单自旋。此外，我们推导出的情况下，在实践中的相关性，在不同的状态生成和测量之间的系综模式耦合的可观察到的纠缠的解析公式。
2015-10-05 quant-ph
Coherent control of collective spontaneous emission in an extended atomic ensemble and quantum storage
分析了扩展原子系综与单光子波包共振相互作用系统中集体自发发射的相干控制。提出了一种对集体原子态进行相干操纵的方案，使得原子系统的超辐射态可以变换为亚辐射态，反之亦然。讨论了这种方案在光量子态存储和单光子波包整形中的可能应用。结果表明，在共振线不均匀展宽的情况下，即使波包的持续时间大于超辐射寿命，具有任意脉冲形状的单光子波包也可以被记录为亚辐射态并被重构.具体分析了存储量子密码学中使用的时间箱量子比特的适用性。
2006-06-19 quant-ph
Basis-independent coherence and quantum correlations in two dipole-dipole-coupled electrons in double quantum-dot molecules
Hassan II University（哈桑二世大学）；Indian Institute of Technology, Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）
研究双量子点分子中两个偶极 - 偶极耦合电子的无基矢量子相干性和量子资源热动力学，用多种方法量化量子关联，发现偶极 - 偶极耦合等参数对量子特性有不同影响，联合作用可接近纠缠最大值并扩展相关温度范围。
2026-07-24 quant-ph
Cavity antiresonance spectroscopy of dipole coupled subradiant arrays
一个$N$密集偶极耦合量子发射器阵列显示出具有特征可剪裁空间辐射图案的超辐射和亚辐射。相对于近共振光学腔模式的空间分布优化它们的几何形状和距离允许将散射到腔模式和自由空间中的光之间的比率增加几个数量级。这导致了一个明显的非线性粒子数标度的相干光-物质相互作用的相对强度与衰变。特别是，对于亚辐射态的集体协同性增加得比典型的线性$\propto N$标度的独立发射器快得多。这种非凡的集体增强表现在通过透射光谱在腔输出端口处可检测到的尖锐集体发射体反共振的强度和相位分布中。
2019-03-07 quant-ph
Collective dynamics in a laser-pumped mixture of two atomic ensembles
研究了由两个多原子系综组成的混合原子系统的量子动力学。每个系综分别由相干激光场驱动，并通过与环境真空电磁场库的相互作用而衰减。我们发现，由于两个组件之间的光子交换，长时间的激发振荡出现，这可能是显着长于一个单一的发射体的逆寿命。此外，少数原子的“跳跃”的激发态发生作为一个功能的参数表征组件之间的相互作用在某个工作点。
2017-06-01 quant-ph
Microscale Sensing with Strongly Interacting NV Ensembles at High Fields
针对高场下增加NV浓度会加剧偶极-偶极相互作用的问题，提出一种高场NMR信号检测方法，可抑制该耦合，结合高掺杂金刚石衬底与高磁场提升传感灵敏度。
2025-10-20 quant-ph
Collective Dipole-Dipole Interactions in an Atomic Array
研究了原子阵列中原子的相干偶极-偶极相互作用。结果表明，平行于激光传播方向的原子阵列（$\boldsymbol{\hat{k}}$）中原子的激发几率随激光失谐量的增加而沿$\boldsymbol{\hat{k}}$方向呈几何增长或衰减.用于$δr = jλ/2$的原子分离的系统的对称性（其中$j$是整数）导致激发分布和散射辐射突然变得关于阵列的中心对称。对于$δr < λ/2$的原子分离，极次辐射态（$Γ\sim 0$）集合的出现破坏了所描述的趋势。为了解释从一个有限的原子阵列的结果，在$N\rightarrow \infty$限制的能带结构计算进行的衰减率和集体兰姆位移的本征模沿布里渊区显示。最后，阵列的能带结构强烈地影响其散射辐射，允许通过改变驱动激光的角度来操纵集体兰姆位移以及衰减率（从超辐射到次辐射）。
2016-05-20 physics.atom-ph quant-ph
Novel Collective Effects in Integrated Photonics
超辐射是量子系统相干系综能量的集体辐射增强现象，通常在原子系综中进行研究。本文从理论上研究了谐振子相干系综的能量增强发射。我们表明，它应该是可能的观察谐振子超辐射的第一次在波导阵列集成光子学。此外，我们描述了如何在合奏的成对相关性可以测量与此架构。这些成对的相关性是超辐射现象的一个组成部分，迄今为止从未在实验中观察到。
2012-07-04 quant-ph
Cooperative squeezing of internal and collective spins in an atomic ensemble
针对量子计量对超越标准量子极限自旋压缩态的需求，本研究在热铷原子系综中协同结合内自旋与集体自旋两类压缩机制，实现了-6.21±0.84 dB的高性能自旋压缩，为挖掘原子系综量子态自由度潜力提供新路径。
2025-11-15 quant-ph
Reducing system dimensionality with long-range collective dipole-dipole interactions
本文通过共振纳米光子结构中的长程偶极-偶极相互作用，将三维发射体集合的有效维度降低至2.20，为操纵相互作用系统的维度提供了新途径。
2024-03-16 physics.optics quant-ph
Quantum statistics of the collective excitations of an atomic ensemble inside a cavity
研究了高精细度腔中原子系综集体激发的量子统计特性。在大失谐量下，虚光子交换可以引起原子间的长程相互作用，从而产生关联激发。特别地，当平均光子数取一定值时，诱导的长程相互作用有效地抑制了双原子激发，使两个最近的能级发生简并，从而产生原子阻塞现象。当平均光子数达到几个临界点时，间接相互作用的原子系综发生了量子相变。从这个意义上说，集体激发的量子统计性质对平均光子数的变化非常敏感。我们的模型表现出量子相变类似的Lipkin-Meshkov-Glick模型。我们的建议可以在各种系统中实现，包括腔量子电动力学（QED），玻色-爱因斯坦凝聚体，和电路QED。
2012-02-08 quant-ph
Non-exponential decay of a collective excitation in an atomic ensemble coupled to a one-dimensional waveguide
我们研究一个单一的激发相干共享之间的原子系综和耦合到一维波导的动力学。物质和光场之间的耦合产生了集体现象，例如具有增强的初始衰减率的超辐射态，但也导致了原子之间激发的相干交换。我们发现，这两种现象之间的竞争提供了一个特征动力学的激发衰减，显着表现出代数行为，而不是预期的标准指数，对于大量的原子。首先对手征波导进行分析，在那里问题可以解析地解决，然后扩展到双向波导。
2022-07-03 quant-ph
Deterministic entanglement of Rydberg ensembles by engineered dissipation
我们提出了一个方案，利用耗散确定性地产生纠缠的强相互作用里德伯原子的系综。通过不同里德伯能级之间的微波驱动和与短寿命原子态耦合的共振激光的组合，可以将系综推向纠缠所有原子的暗稳态。不同里德堡态之间的长程共振偶极-偶极相互作用将纠缠扩展到范德瓦尔斯相互作用范围之外，具有纠缠大而远的系综的前景。
2014-07-04 quant-ph
Extending the Tavis-Cummings model for molecular ensembles -- Exploring the effects of dipole self energies and static dipole moments
本文扩展了分子系综的 Tavis-Cummings 模型，证明静态偶极矩和偶极自能对极化子化学中光-物质相互作用的准确描述至关重要，并构建了可模拟更大分子系综的高效两能级系统方法。
2024-07-16 physics.chem-ph quant-ph
Radiative toroidal dipole and anapole excitations in collectively responding arrays of atoms
环形偶极子代表了一种经常被忽视的电磁激励，与标准的电和磁多极展开不同。我们展示了如何一个简单的安排，强辐射耦合原子可以用来合成一个环形偶极子的环形拓扑产生的辐射跃迁形成一个有效的极向电流缠绕在环面。我们扩展协议的方法来准备一个离域的集体激发模式组成的一个合成晶格的这种环形偶极子和一个非辐射，但振荡的电荷电流配置，动态anapole，其中的远场辐射的环形偶极子是相同的电偶极子取消。
2020-07-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Manipulation of qubits in non-orthogonal collective storage modes
我们分析了两能级系统大系综的集体自旋自由度与单个中心量子位之间的量子信息传递。中心量子位和各个系综成员之间的耦合可以变化，因此提供对多于一种存储模式的访问。存储和操纵几个独立的量子位的手段推导的情况下，耦合强度的变化不允许解决的正交模式的合奏。虽然我们的程序和分析可能适用于许多不同的物理系统，为具体起见，我们研究的量子态之间的转移单电子自旋和一个系综的核自旋在量子点。
2012-06-06 quant-ph
Single Photon Ignition of Two-photon Super-fluorescence through the Vacuum of Electromagnetic Field
提出了辐射子系综的反转子系综通过真空场与另外两个偶极活性原子子系综相互作用，在原子间的双光子交换过程中产生双量子集体发射的点燃。为了加速双光子的集体衰变速率，提出了系综中双光子与反向辐射体的单量子跃迁之间的三粒子共振，得到了激发原子子系综的相对偶极禁戒跃迁.亚原子系综中三个超荧光过程之间的相互作用发生在其中一个辐射子系统中的相对偶极禁戒跃迁。双量子的集体共振发射和吸收具有非传统的行为，并伴随着光子集体发射过程的加速和抑制。
2010-12-17 quant-ph
Periodic-Pulse Control of Collective Emission and Photon Statistics in Interacting Quantum Emitters
Middle Tennessee State University（中田纳西州立大学）；Quantum Research, Interdisciplinary Science, and Education (QRISE) Center, Middle Tennessee State University（中田纳西州立大学量子研究、跨学科科学与教育中心）
该研究针对偶极耦合双量子发射器，探究连续波及周期脉冲驱动下的集体发射光谱与光子统计，发现周期πₓ脉冲可调控发射光谱，且光子关联主要受脉冲延迟τ_D影响，确立了周期脉冲驱动的调控作用。
2026-10-14 quant-ph
Collective effects between multiple nuclear ensembles in an x-ray cavity-QED setup
最近的几个实验表明，嵌入薄膜腔中的穆斯堡尔核的设置为X射线量子光学提供了一个有抱负的平台。在这里，我们概括了我们早期开发的这个平台的理论模型[Phys. Rev. A 88，043828（2013）]。理论描述扩展到多核系综和腔中的多模。虽然单独的扩展不会导致新的定性功能，它们的组合产生了不同的核合奏和不同的光谱特征之间的可观测量的合作效果。Roehlsberger等人的相关实验[Nature 482，199（2012）]被成功建模，用半经典方法导出的标度被再现，并且用我们的量子力学描述获得了对设置的微观理解。
2015-06-09 quant-ph
Observation of collective coupling between an engineered ensemble of macroscopic artificial atoms and a superconducting resonator
不同量子系统的杂交现在被看作是一种有效的方式来工程的整个系统的属性，导致在量子超材料，量子模拟，和量子精密测量的应用。一个众所周知的例子是超导电路耦合到微观自然原子的集合。在这种情况下，单个原子的性质是固有的，因此是不可改变的。然而，目前的技术允许我们制造宏观人造原子的大集合，例如超导通量量子比特，在那里我们可以真正定制和控制单个量子比特的属性。在这里，我们演示了微波谐振器和几千个超导通量量子比特之间的相干耦合，在那里我们观察到一个大的色散频率偏移的频谱250 MHz的集体行为诱导。这些结果代表了迄今为止实现的最大数量的耦合超导量子比特。我们的方法表明，现在可以设计系综的属性，为量子多体系统的受控探索开辟了道路。
2016-06-14 quant-ph
Superradiance and anomalous hyperfine splitting in inhomogeneous ensembles
光与全同散射体系综相互作用中的集体效应在物理学的许多领域中起着重要的作用。然而，由于超精细场的存在，导致不均匀的跃迁位移和分裂，术语“相同”往往是不准确的。在这里，我们开发了一个形式主义的基础上的格林函数方法来模拟一维波导中的非均匀合奏的线性响应。我们得到了一个紧凑的集体谱公式，它表现出偏离均匀的频率移动和加宽的两个能级系统的预期。特别是，如果集体耦合的相干贡献是大的，可以抑制非均匀加宽的效果，与线宽接近的超辐射值。我们应用这种形式来描述非均匀超精细参数下薄膜波导X射线散射中的集体效应。
2021-02-22 quant-ph
Cavity-Free Distributed Quantum Computing with Rydberg Ensembles via Collective Enhancement
University of Nevada（内华达大学）
本文提出利用集体增强的 Rydberg 原子集群实现无腔量子网络协议，通过 Rydberg 阻塞、集体增强的光-物质耦合和相匹配的定向发射，实现高效分布式量子计算和安全通信。
2026-06-08 quant-ph
Super-Heisenberg-limited Sensing via Collective Subradiance in Waveguide Quantum Electrodynamics
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）
通过波导量子电动力学中的集体次辐射实现超海森堡极限传感
2026-07-28 quant-ph
The Stark interaction of identical particles with vacuum electromagnetic field as quantum Poisson process suppressing collective spontaneous emission
在考虑耦合常数耦合常数上的二阶项（Stark相互作用）的情况下，基于系统量子态的幺正变换，利用微扰理论得到了描述全同量子粒子系综与无光子真空电磁场共振相互作用的有效哈密顿量.结果表明，在马尔可夫近似下，一阶耦合常数的有效哈密顿项用量子Wiener过程表示，而二阶项用量子Poisson过程表示.在研究过程中，人们发现斯塔克相互作用在系综动力学中起着重要的作用，从而影响了相当多的全同粒子的系综的集体自发衰变。已经发现了新的基本效应，即，在相同粒子的足够密集的系综中的激发守恒和在具有确定数量的粒子的激发系综的集体衰减过程中的超辐射抑制。
2011-01-18 quant-ph
Universal evolution of non-classical correlations due to collective spontaneous emission
我们研究了在电磁场模式存在的情况下，耦合到共同马尔可夫环境中的两个全同原子之间量子关联的自发产生和衰减。为此目的，我们分析了量子关联的动力学的并发，跟踪量子不和谐和局域量子不确定性，集体迪克态。结果表明，在内禀退相干过程中，集体阻尼和偶极-偶极相互作用对增强非经典关联起着关键作用。量子关联可以在很长一段时间内保持，但两个原子之间的距离很小。
2019-04-03 quant-ph
A superatom picture of collective nonclassical light emission and dipole blockade in atom arrays
我们表明，两次，二阶相关的散射光子从平面阵列和链的原子显示非经典的功能，可以描述的超原子图片的规范单原子$g_2(τ)$共振荧光结果。对于超原子，单原子线宽被替换为底层集体低光强本征模的线宽。强的光诱导偶极-偶极相互作用导致相关响应、抑制联合光子探测事件和抑制集体原子态的多个激发的偶极阻断。对于目标次辐射模式，即使与单个原子相比，发射光的非经典性质也可以显著增强。
2020-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Three-dimensional light-matter interface for collective spin squeezing in atomic ensembles
我们研究了冷原子自旋系综与傍轴激光束之间的量子界面的三维性质，通过色散相互作用耦合。为了实现集体原子自旋和光子之间的强纠缠，必须将系综的集体辐射的空间模式与激光束的模式相匹配，同时最小化由于光泵浦引起的退相干效应。对于耦合到在云的范围内变化的探测场的系综，不可阻挡地辐射到场的期望模式中的原子集定义了非均匀的自旋波。自旋波与探测模的强耦合不是由单个参数光密度表征的，而是由表征系统相干性和退相干性的不同有效原子数的集合表征的。为了模拟系统的动力学，我们开发了一个完整的随机主方程，包括相干集体散射到傍轴模式，退相干局部非均匀漫散射，和由于连续测量的光纠缠的自旋波的反作用。利用连续量子非破坏（QND）测量研究了自旋波的压缩。我们发现，最大的压缩发生在参数制度的空间不均匀性是显着的，远离的限制，其中的接口是很好地近似的一维，均匀的模型。
2013-12-17 quant-ph
Collective biphoton temporal waveform of photon-pair generated from Doppler-broadened atomic ensemble
本研究探讨了Doppler展宽级联型原子系综中双光子时间波形的集体相干叠加现象，实验证明BTW时间宽度的三倍差异依赖于Cs跃迁的信号和闲置光子波长，为长距离量子网络和量子中继器提供了理论基础。
2024-02-10 quant-ph
Observation of collective excitation of two individual atoms in the Rydberg blockade regime
里德伯原子间的偶极封锁被认为是中性原子量子信息处理的基本工具。在这里，我们证明实验的里德伯封锁的两个单独的原子分开4 $μ$ m。此外，我们发现，在这种制度下，单原子激发增强了集体的两个原子的行为与激发的纠缠态。这一观测结果是利用里德伯偶极相互作用对两个或多个原子纠缠进行确定性操纵的关键一步。
2008-10-16 quant-ph
Phase-enhanced excitations in pumped collective nuclear systems
Moldova State University（摩尔多瓦国立大学）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）
研究外部驱动核双态系统在泄漏宽带腔中的量子动力学，揭示相位差对核激发概率的影响，展示核集体态的亚至超泊松统计及协同辐射和集体拉姆移的关联。
2026-04-10 quant-ph
Heralded amplification for precision measurements with spin ensembles
我们提出了一个简单的预示放大计划的小旋转的集体自旋的粒子系综。我们的协议利用两个基本的原语量子存储器，即部分映射到一个合奏的光，和集体自旋激发转换成光。所提出的方案应该是可实现的与当前的技术，与潜在的应用原子钟和磁力测量。
2011-07-14 quant-ph
Error correction in ensemble registers for quantum repeaters and quantum computers
我们建议使用一个集体激发封锁机制，以确定发生的错误，由于在系综量子寄存器中的量子比特存储在不同的内部原子状态的集体人口的单个原子的干扰。提出了一种简单的碱原子超精细态系综量子比特的纠错方法和简单的无消相干编码。
2007-10-09 quant-ph
Few qubit atom-light interfaces with collective encoding
在几微米大小的空间区域内具有几百个原子的样品足够大以提供光的有效合作吸收和发射，并且足够小以确保当原子被激发到高位里德堡态时的强偶极-偶极相互作用。基于最近提出的集体编码方案，我们建议在这样的样本中构建几个量子比特的量子寄存器。该寄存器可以存储和传输单光子形式的量子信息，并且它们可以采用纠缠泵浦协议来理想地在可扩展的量子计算和长距离量子通信的网络中执行。
2008-07-28 quant-ph
