Quantum phase transition in the anisotropic Rabi model induced by parametric amplification
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics, Fuzhou University（福建量子信息与量子光学重点实验室，福州大学）；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学物理系）；Department of Physics, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学物理系）；Quantum Information Physics Theory Research Team, Center for Quantum Computing, RIKEN（理化学研究所量子计算中心量子信息物理理论课题组）
本文利用模式图像分析了各向异性 Rabi 模型超辐射相变机制，并证明参量驱动 Jaynes-Cummings 模型可在压缩光框架下等效重现该相变，系统在临界点激发能消失且光子数发散。
2025-11-05 quant-ph
Exotic Behavior of Parity in the Superradiant Phase of Quantum Rabi Model
描述空间反演变换下量子力学波函数对称性的宇称不仅在求解量子系统中起着重要作用，而且可以通过宇称测量来操纵和测量量子Rabi模型（QRM）等混合量子系统的运动量子态.在这里，我们解决了一个奇异的宇称行为的QRM在其超辐射相的数值精确对角化，即，宇称的QRM的本征态的行为不规则的强耦合制度，但为每对本征态的宇称从基态开始的总和保持为零。研究发现，这种奇异行为源于Fock基奇偶分量中光子分布的相似性，即当每对本征态的本征能量足够接近时，物理上是由于单模光子场与二能级原子之间的强耦合而产生的出射双阱势。这一结果不仅揭示了量子力学中以前不为人知的物理现象，而且也对现代量子科学技术中宇称测量对运动量子态的测量精度提出了内在的限制。
2022-10-01 quant-ph
Thermal conductance at the superradiant phase transition in the quantum Rabi model
本研究探讨了量子 Rabi 模型中跨嵌于玻色子模式原子的热传输，发现超辐射相变在热导中有所表现，为开发基于有限组件量子相变的量子热器件提供了理论基础。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissecting Superradiant Phase Transition in the Quantum Rabi Model
School of Physical Science and Technology, Lanzhou University（兰州大学物理科学与技术学院）；Lanzhou Center for Theoretical Physics & Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Lanzhou University（兰州大学理论物理中心及甘肃省理论物理重点实验室）；Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）
本文首次通过算符空间对角化剖析量子 Rabi 模型中三个基本模式的能量演化，揭示超辐射相变由主动驱动、快速响应和稳定新相三种模式协同实现的微观机制。
2022-12-10 quant-ph
Understanding the quantum Rabi ring using analogies to quantum magnetism
我们映射到一个有效的磁性模型包含XY交换和Dzyaloshinskii Moriya（DM）的相互作用的量子拉比环，由$N$腔安排在一个环的几何形状。后者的类似物是由人工磁场引起的，该磁场用相位调制最近邻腔之间的光子跳跃。这两个系统的平均场行为几乎是相同的，通过简单的竞争磁相互作用的参数，促进了量子光学模型中不同相位的描述。对于正方形几何构型（$N=4$），富相图显示出三个超辐射相，分别表示为铁超辐射相、反铁超辐射相和手征超辐射相。特别是，DM相互作用是负责的手征相，其中的序参量的能量简并配置是类似的平面内磁化的skyrmions具有不同的螺旋度。反铁超辐射相在三角形几何结构（$N=3$）中被抑制，因为几何挫折有助于稳定手性相，即使对于小的DM相互作用值。奇数和偶数$N$的手性相在接近相变时表现出不同的标度行为。两个系统的等效行为开启了在少体量子光学平台中模拟手征磁性的可能性，以及使用从另一个系统获得的见解来理解一个系统。
2022-07-15 quant-ph
The process of superradiant phase transition for quantum Rabi model in view of nonclassical states
量子拉比模型（QRM）的基态在不同的参数范围内表现出丰富的非经典态，包括压缩态、猫态和纠缠态。本文首先从非经典态出发，利用极化子图像计算了超辐射相变（SPT）过程。根据极化子波函数，压缩态可以扩展到全参数区域，并且需要一个小的非零权反极化子才能形成新的半猫态。此外，量子阱中的超辐射行为可以看作是猫态从零到有限值的位移，而基态由于自旋上旋态的出现而变为纠缠态.另一方面，在极化子图像中，非经典态可以用解析形式的Wigner函数直观地表征，并通过计算Wigner负性来衡量非经典性。基于压缩和超辐射，对包含在基态中的非经典态的耦合强度进行了分类，并利用Fock空间中的光子数分布揭示了SPT过程，这对理解QRM中的基本量子物理有重要意义.我们的工作为基于QRM的实验中制备非经典态提供了指导。
2022-11-29 quant-ph
Probing the Dynamics of Superradiant Quantum Phase Transition in a Single Trapped-Ion
我们证明，量子相变（QPT）的拉比模型和QPT附近的临界动力学可以探测在一个单一的囚禁离子的设置。我们首先证明了存在的拉比模型的平衡和非平衡的通用功能，通过找到一个适当的重新标度的系统参数和可观的。然后，我们提出了一个方案，可以忠实地实现拉比模型的限制，一个大的比率的有效原子跃迁频率的振荡器频率使用一个单一的陷阱离子，因此QPT。结果表明，预测的通用功能确实可以观察到基于我们的计划。最后，现实的噪声源探测的通用功能在实验中的影响进行了检查。
2016-07-13 quant-ph
Quantum phase transition in a quantum Rabi square with next-nearest-neighbor hopping
本文提出允许最近邻和次近邻光子跃迁的量子 Rabi 方阵模型，通过调节次近邻跃迁实现多种量子相变，并证明其效应等价于人工规范相位，为量子调控和受挫自旋模型提供了基本构建单元。
2024-07-04 quant-ph
Metastability in the Dissipative Quantum Rabi Model
Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
研究发现耗散量子拉比模型中对称性破缺态在弱自旋弛豫下呈现亚稳态特性，揭示了非平衡相变的复杂性。
2026-02-17 quant-ph
Resilience of the superradiant phase against $\mathbf {A^2}$ effects in the quantum Rabi dimer
本文研究了一个结合量子拉比模型和跳跃相互作用的双场点模型的量子临界性。通过结合分析和数值计算的方法，我们发现，该模型允许出现超辐射量子相变（QPT），即使在强$\mathbf{A}^2$条款的存在下，防止单点超辐射。在双位点模型中，$\mathbf{A}^2$项的影响可以被跳跃引起的光子离域所克服，而反向超辐射QPT则是$\mathbf{A}^2$项与跳跃相互作用之间竞争的结果。我们描述了相图和标度函数，并提取了临界点附近的临界指数，从而建立了二级相变的普遍行为。如果级联更多的光腔，有效的跳跃强度将显著增强。我们还证明了量子拉比二聚体的多量子比特对应物，即，Dicke二聚体在克服$\mathbf{A}^2$效应方面具有相同的性质。我们的工作为研究含有$\mathbf{A}^2$项的相变提供了一条途径，并为研究多体系统中的量子临界物理和量子器件提供了前景。
2020-03-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum phase transitions and critical behaviors in the two-mode three-level quantum Rabi model
本文研究了一个描述双模玻色场与三能级原子相互作用的扩展量子拉比模型。当原子能标度与玻色场频率之比$η$趋于无穷大时，该少自由度模型出现量子相变。给出了两个最低能级简并时的解析解。据此，我们认识到该模型的相图由三个区域组成：一个正常相和两个超辐射相。正常相位和两个超辐射相位之间的量子相变是与离散$Z_{2}$对称性的自发破缺有关的二阶。另一方面，两个不同的超辐射相之间的量子相变是不连续的，与连续的$U(1)$对称性有关的相边界线。对于足够大但有限的$η$，解析地导出了尺度函数和临界指数，并进行了数值验证，由此确定了模型的普适类。
2019-10-29 quant-ph
Dicke Phase Transition and Collapse of Superradiant Phase in Optomechanical Cavity with Arbitrary Number of Atoms
本文用自旋相干态变分法导出了光机械腔中任意原子数的基态能量、平均光子数和原子布居数的解析表达式。发现机械振荡的存在并不影响正常相和超辐射相之间的相界。然而，当原子-场耦合增加到一个所谓的转折点时，超辐射相位会由于振子的共振阻尼而坍缩。因此，系统在这一点上经历了一个额外的相变，从超辐射相到原子布居数反转态的新的正常相。超辐射相区随着光子-声子耦合的增加而减小。当耦合达到临界值时，能级间的布居数收缩为零，两个能级间发生直接的原子布居数转移。此外，我们发现了一个不稳定的非零光子态，它是超辐射态的对应物。在没有振子的情况下，我们的结果完全退化为Dicke模型的结果.特别是N = 1时的基态能量（即Rabi模型）与数值对角化在很宽的耦合常数范围内完全一致，无论是红失谐还是蓝失谐。Rabi模型仍然存在Dicke相变，这与最近的观测结果一致.
2017-02-24 quant-ph
Quantum Rabi hexagonal ring in an artificial magnetic field
本文通过解析求解研究了人工磁场下量子拉比六角环中的奇异量子相，发现磁场感应出的磁通引发了两种手性量子相，并预测了依赖子环尺寸的新颖超辐射相变普适类。
2023-04-04 quant-ph
Quantum fluctuations and unusual critical exponents in a quantum Rabi Triangle
本文通过超越平均场的解析方法研究量子 Rabi 三角的量子涨落，发现受挫腔与其余腔呈现不同标度律，并揭示手性超辐射相中异常临界指数对应新的普适类。
2024-02-20 quant-ph
Emergence of Rich Dissipative Phases in the Anisotropic Quantum Rabi Model Driven by the $A^2$ Term
Zhejiang University（浙江大学）；Nanjing University（南京大学）
本文研究了包含$\mathbf{A}^{2}$项的开放量子拉比模型，发现各向异性能为观察耗散相变提供稳定平台，$\mathbf{A}^{2}$项导致更丰富的稳态相图，包含正常、超辐射和双稳相，且改变光子数波动的标度。
2026-09-15 quant-ph
The anisotropic quantum Rabi model with diamagnetic term
采用压缩算符变换方法求解含抗磁项的各向异性量子Rabi模型，证明通过调整抗磁项幅度可将其精确简化为Jaynes-Cummings或反Jaynes-Cummings模型且无需近似。
2025-01-29 quant-ph
Out-of-time-order correlator in the quantum Rabi model
我们研究了量子拉比模型中的混沌和平衡特征，当原子能级分裂与玻色子频率之比增大到无穷大时，该模型表现出量子相变。我们发现，从Loschirton回波信号中导出的时间顺序外的关联函数在正常相位中迅速饱和，并揭示了与量子混沌的发生相关的超辐射相位中的指数增长。此外，我们表明，有效的时间平均尺寸的量子拉比系统可以是大的自旋系统的大小相比，导致抑制的时间波动和平衡的自旋系统。
2022-01-17 quant-ph
Role of Matter Interactions in Superradiant Phenomena
本文通过模拟含各向同性与各向异性自旋耦合的类 Dicke 模型，揭示物质相互作用可改变相界、催生共存强关联相并增强超辐射。
2025-09-30 quant-ph
Meissner-Like Currents of Photons in Anomalous Superradiant Phases
Chongqing University（重庆大学）
研究量子 Rabi 锯齿链在交错合成磁场下的超辐射相，揭示类迈斯纳手性边缘电流、涡旋转变及铁磁相中电流消失机制。
2025-09-21 quant-ph
Anomalous topological superradiant phases
Chongqing University（重庆大学）
通过光子Su-Schrieffer-Heeger配置的量子Rabi阵列，实现具有物种依赖相位的光-物质耦合，发现拓扑超辐射相变及增强的边缘态，为拓扑量子光学提供可调平台。
2026-06-24 quant-ph
Hierarchic superradiant phases in anisotropic Dicke model
School of Physics, Nankai University（南开大学物理学院）
该研究通过分析各向异性迪克模型的非解析性，揭示了超辐射相的分层结构，并利用洛施密特回声验证了分层超辐射相的存在。
2026-01-07 cond-mat.str-el quant-ph
Thermodynamic Limit in the Two-qubit Quantum Rabi Model with Spin-Spin Coupling
本文研究具有自旋-自旋耦合的两量子比特量子拉比模型，通过引入由耦合与模频率无穷大比值决定的热力学类极限，揭示了该系统中二阶超辐射量子相变的发生。
2024-01-08 quant-ph
Exact analysis of the spectral properties of the anisotropic two-bosons Rabi model
我们引入了各向异性双光子Rabi模型，其中旋转项和反转项随两个不同的耦合常数一起进入。用精确平均值研究特征值和特征向量。我们采用了一种变化的Braak方法的基础上Bogolubov旋转的基础$su(1,1)$李代数。相应地，谱由合适的亚纯函数的分析性质提供。我们的形式也适用于双模拉比模型，共享相同的代数结构的双光子模型。通过对谱的分析，我们发现该模型与经历量子相变的多体系统具有密切的相似性。
2017-01-16 quant-ph
Excited-state quantum phase transition in the Rabi model
Rabi模型是一个耦合到谐振子的二能级原子，它可以发生二阶量子相变（QPT）[M. - J. Hwang等人，Phys.Rev.Lett. 115，180404（2015）]。在这里，我们表明，拉比QPT伴随着临界行为在较高的能量激发态，即，激发态QPT（ESQPT）。我们推导出解析表达式的半经典态密度，这表明在对称性破缺（超辐射）阶段的临界能量本征值的对数发散。此外，我们发现态密度的对数奇异性导致系统中相关观测量的奇异性，如光子数和原子极化。我们证实了我们的分析半经典预测的ESQPT在拉比模型与其数值精确的量子力学解。
2016-07-01 quant-ph
Implication of giant photon bunching on quantum phase transition in the dissipative anisotropic quantum Rabi model
在量子缀饰主方程的框架下研究了耗散各向异性量子Rabi模型中的量子相变。从数值和解析两个方面揭示了巨光子聚束效应对一阶量子相变的影响。在低温下，所观察到的双光子统计在几个最低本征态内可以很好地解析描述。此外，这种显著的光子聚束峰通常表现在深强量子比特-光子耦合处，而耗散各向同性量子拉比模型中缺乏这一点。因此，我们认为光子聚束测量有助于描述量子比特-光子混合系统的一阶QPT。
2023-03-16 quant-ph
Simulating Anisotropic quantum Rabi model via frequency modulation
各向异性量子Rabi模型是量子Rabi模型的推广，它允许其旋转项和反旋转项具有两个不同的耦合常数。它为我们理解量子光学、固体物理和介观物理的各种物理特性提供了一个基本模型。本文提出了一种在电路量子电动力学系统中通过周期频率调制实现各向异性量子Rabi模型的实验可行方案。由两个周期性驱动场调制的量子比特-谐振腔耦合系统可以导出描述可调谐各向异性量子拉比模型的有效哈密顿量。通过调节驱动场的初始相位、频率和幅值，可以调节模拟系统的所有有效参数。研究表明，周期驱动能够将色散区的耦合系统驱动到超强耦合区，甚至是深强耦合区。导出的有效哈密顿量使我们能够得到纯旋转项和反旋转项。数值模拟表明，这种有效哈密顿量在超强耦合区和强耦合区都是有效的。此外，我们的方案可以推广到多量子比特的情况。我们也给出了模拟系统在薛定谔猫态和量子门推广中的应用。该方案将为进一步研究耦合强度远离量子光学中的超强耦合和深强耦合区的各向异性更强的Rabi模型铺平道路。
2019-03-15 quant-ph
Coherent Rabi dynamics of a superradiant spin ensemble in a microwave cavity
我们实现了在高度富集的$^{28}$ Si晶体和3D介质谐振器中的磷施主自旋系综之间的强耦合机制。自旋极化超过玻尔兹曼平衡使用自旋选择性光学激发的非声子束缚激子跃迁，导致在$N$ = $3.6\cdot10^{13}$未配对自旋的合奏。我们在品质因数为75，000（$γ\ll κ\approx$ 60 kHz，其中$γ$和$κ$分别是自旋退相率和腔损耗率）的腔中观察到2 $g\sqrt{N}$ = 580 kHz（其中每个自旋与强度$g$耦合）的自旋系综-腔极化激元共振的简正模分裂。自旋系综具有长的退相时间（T $_2^*$ = 9 $μ$ s），提供了宽的窗口用于观察耦合自旋系综-腔系统的动力学。自由感应衰减显示了多达12次的坍缩和复苏，揭示了自旋系综的超辐射态和腔之间以$g\sqrt{N}$的速率进行的相干激发交换。根据Tavis-Cummings模型，由于最小的非均匀加宽和均匀的自旋-腔耦合，发现系综演化为单个大的赝自旋。我们证明了独立控制的总自旋和初始Z-投影的赝自旋分别使用光激发和微波操纵。我们改变微波激发功率旋转的布洛赫球上的赝自旋，并观察到一个长的延迟在发病的超辐射发射的赝自旋接近完全反转。这种延迟是伴随着一个突然的$π$相移的赝自旋微波发射。用Tavis-Cummings模型解释了这种延迟随初始角度的变化和突然的相移。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
The Kerr-Induced Superradiant Tricritical Point
本研究在量子Rabi模型中发现克尔相互作用诱导的超辐射相变分界线并非三临界点线，真正的三临界点仅在特定精确耗散率下存在，明确了量子光学系统中实现罕见多临界点的严格条件。
2025-09-03 quant-ph
Anisotropic Rabi Model as a Noise Biased Qubit
Fuzhou University（福州大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；RIKEN（理化学研究所）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
提出各向异性Rabi模型作为噪声偏置量子比特，通过调节旋转波与反旋转波相互作用的各向异性参数η抑制退相干，在超强和深度强耦合区域构建受保护逻辑量子比特，并实现通用门操作。
2026-06-03 quant-ph
Increased output of superradiant light-emitting diodes due to population fluctuations
本研究在未绝热消去介质极化的LED工作区求解量子非线性麦克斯韦-布洛赫方程，发现粒子数涨落可显著提升超辐射发光二极管的输出功率与集体拉比分裂。
2025-07-30 physics.optics quant-ph
Generalized squeezing rotating-wave approximation to the isotropic and anisotropic Rabi model in the ultrastrong-coupling regime
利用位移变换和压缩变换，提出了广义压缩行波近似。一个可解的哈密顿量被重新制定在相同的形式作为普通RWA的。在量子比特与振子耦合实验中，用位移压缩振子态代替原来的位移态，得到了一个定义良好的类薛定谔猫纠缠态。对于各向同性Rabi情形，平均光子数和基态能量用附加压缩项解析地表示，表现出GSRWA的实质性改进。各向异性Rabi模型的基态能量也证实了GSRWA的有效性。由于压缩效应的存在，GSRWA改进了以往的方法，即使在大的原子频率下，也可以在很宽的耦合强度范围内只进行位移变换。
2016-12-13 quant-ph
Multiple ground-state instabilities in the anisotropic quantum Rabi model
本文利用Bogoliubov算符方法研究了具有不同旋转波项和反转波项耦合强度的量子Rabi模型的各向异性变体。各向异性保持了原模型的宇称对称性。我们推导出相应的$G$ -函数，它产生的正规和例外的特征值。异常本征值对应于两个不同宇称的能级的交叉点，是双简并的。我们发现，分析基态和第一激发态可以跨越几次，表明多个一级相变的耦合强度的函数。这些交叉点与哈密顿量的明显宇称对称性有关，与非对称量子拉比模型中由隐藏对称性引起的能级交叉相反。
2021-04-11 quant-ph
Analytical solutions by squeezing to the anisotropic Rabi model in the nonperturbative deep-strong coupling regime
在各向异性Rabi模型下，利用广义压缩行波近似（GSRWA）研究了超导电路中一种新的、未被探索的非微扰深强耦合（npDSC）.能级从重新制定的哈密顿量进行了分析评估，并同意在很宽的耦合强度范围内的数值。这种改善归因于位移压缩态中由压缩动量方差所表示的形变效应，而这在先前的位移态中被忽略了。种群动力学证实了我们的方法的有效性npDSC强度。我们的方法为在量子比特振子实验中分析位移压缩态的npDSC强度铺平了道路。
2017-08-15 quant-ph
Competing Soft Modes and Tunable Multicriticality in a Generalized Two-Mode Quantum Rabi Model
Xiamen University（厦门大学）；University of Auckland（奥克兰大学）
本文研究广义双模量子拉比模型，揭示相锁定机制是竞争软模不稳定性与可调多临界性的微观起源，建立了相拓扑、集体激发与热力学可观测量的统一联系。
2026-08-27 quant-ph
Anisotropic Rabi model
我们将各向异性Rabi模型定义为自旋玻色子Rabi模型的推广：哈密顿系统破坏了宇称对称性;旋转和反转相互作用由两个不同的耦合常数控制;另一个参数在反转项中引入了相位因子。计算了广义模型的精确能谱和本征态。该解决方案是作为一个阐述最近提出的方法的各向同性限制的模型。通过这种方式，我们提供了一个长期寻求的解决方案的级联模型与直接相关的不同的物理领域，包括i）量子光学：两级原子在单模交叉电场和磁场; ii）固态物理：电子在半导体与Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合; iii）介观物理：约瑟夫森结磁通量子位量子线路。
2014-05-20 quant-ph
Nonclassical correlations and quadrature squeezing of photons in anisotropic quantum Rabi-Stark model
Zhejiang University（浙江大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Nanjing University（南京大学）
研究通过量子 dressed 主方程探讨各向异性量子拉比-斯图尔特模型中光子的非经典效应，揭示非线性斯图尔特耦合对光子统计的调控作用，并展示其在光子 antibunching 和 bunching 方面的可调性，为量子相变预测提供实验探测手段。
2025-08-31 quant-ph
Effective Field Theories and Finite-temperature Properties of Zero-dimensional Superradiant Quantum Phase Transitions
本文通过路径积分和量纲分析建立 Rabi 模型的有效场论，证明零维超辐射量子相变为自由标量场中的真正二阶相变，并将其推广到 Dicke 模型，从而化解了与传统统计物理学的矛盾。
2024-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Persisting quantum effects in the anisotropic Rabi model at thermal equilibrium
本研究通过缀饰主方程分析各向异性Rabi模型，证明其量子关联和非经典态在热平衡下仍能持续存在，并区分了虚激发与量子性度量，为无需基态冷却的实验探索奠定基础。
2023-09-05 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
Analytical Solution for the Anisotropic Rabi Model: Effects of Counter-Rotating Terms
最近提出的各向异性Rabi模型与原始Rabi模型不同：旋转项和反转项由两个不同的耦合常数控制。这一特性使我们能够独立地改变反向旋转相互作用，并探索它对某些量子特性的影响。在本文中，我们近似地消去了反旋项，得到了解析的能谱和波函数。在包括超强耦合区在内的很宽的参数范围内，这些分析结果与数值计算结果吻合得很好。在弱反旋耦合极限下，我们发现反旋项可以看作是Jaynes-Cummings模型参数的位移。这一修正表明了近共振和弱耦合假设下的行波近似的有效性。此外，还导出了几个物理量的解析表达式，结果表明U（1）对称性的破坏和Jaynes-Cummings模型的偏离。
2015-03-23 quant-ph
Universal scaling and critical exponents of the anisotropic quantum Rabi model
研究了各向异性量子Rabi模型的一阶和二阶量子相变，其中旋转项和反转项允许有不同的耦合强度.该模型在两个已知的极限之间插值，具有不同的普适性。通过分析和数值方法相结合，我们提取的相图，标度函数，和临界指数，这使我们能够建立，在有限的普遍性类？各向异性与各向同性极限相同。我们还揭示了其他有趣的功能，包括超辐射诱导冻结的有效质量和不连续的标度函数在Jaynes-Cummings极限。我们的研究结果是相关的各种系统能够实现光和物质之间的强耦合，如电路QED设置，其中有限的各向异性出现相当自然。
2017-02-22 quant-ph
Critical spectrum of the anisotropic two-photon quantum Rabi model
本文利用 Bogoliubov 算符方法研究各向异性双光子量子 Rabi 模型，推导了“谱坍缩”临界耦合处无离散谱的条件，并严格揭示了临界原子频率间束缚态数量的有限与无限分布规律，解决了该模型的所有遗留问题。
2024-12-29 quant-ph
Affine spin-pencil factorization of generalized driven anisotropic Rabi--Stark Hamiltonians in an inhomogeneous orthosymplectic superalgebra
Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo（伊达尔戈大都会理工大学）；SECIHTI-Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（国家天体物理学、光学和电子学研究所）；Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院高级研究中心）
本文在正交辛超代数中构造广义驱动各向异性Rabi-Stark哈密顿量的超对称仿射分解，实现精确零能态并统一四种极限模型。
2026-09-30 quant-ph
Quantum Signatures of Chaos in Anisotropic Quantum Rabi Model
本文研究了各向异性量子Rabi模型中的量子混沌特征，发现线性纠缠熵和Loschmidt回声在诊断量子混沌信号方面比OTOC更有效，并揭示了量子坍缩作为OTOC指数增长新机制的作用。
2025-05-29 quant-ph
Hidden symmetry operators for asymmetric generalised quantum Rabi models
最近，通过系统地构造基本对称算符，揭示了非对称量子拉比模型（AQRM）的隐藏$\mathbb{Z}_2$对称性。基于AQRM的结果，我们给出了AQRM相关模型的对称性算符的一般形式的一个证明。应用该方法，我们得到了三种模型的对称性算子：各向异性AQRM模型、非对称Rabi-Stark模型（ARSM）和各向异性ARSM模型。
2021-08-24 quant-ph
Observation of a superradiant phase transition with emergent cat states
本研究在耦合超导量子比特的谐振器中实验演示了量子Rabi模型的超辐射相变，通过Wigner矩阵层析成像证实了高度非经典光子场的涌现，揭示了光子介观叠加的量子干涉与光物质纠缠。
2023-09-12 quant-ph
Dissipative Phase Transitions in an Open Quantum Rabi Model with Two-Photon Processes
Rice University（莱斯大学）
研究参数放大开放量子拉比模型中耗散相变，揭示正常与超辐射态在上下自旋分支中的相变机制及非线性特性。
2026-09-15 physics.atom-ph quant-ph
Superradiance, charge density waves and lattice gauge theory in a generalized Rabi-Hubbard chain
我们研究了一维拉比-哈伯德型模型，安排一个量子点夹在每个腔之间。量子点的作用是在相邻腔之间传输光子，同时充当光子非线性。我们考虑三能级量子点的$Λ$配置，其中的左和右腿耦合专门的左或右腔。这种非交换相互作用导致两个高度纠缠的不可压缩相，由二阶量子相变分开：量子点自由度充当光子的动力学晶格，并且Peierls不稳定性破坏第二$\mathbb{Z}_2$对称性，这导致纠缠和光子数的二聚化。我们还发现了一个正常的绝缘相和一个超流相，作为量子多体超辐射相。在超辐射相，一个$\mathbb{Z}_2$对称性被打破和相变属于横向场伊辛模型普适类。最后，我们表明，该模型的极限可以解释为$\mathbb{Z}_2$格点规范理论。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
A supersymmetry journey from the Jaynes-Cummings to the anisotropic Rabi model
通过 Lie 理论视角重新审视 Jaynes-Cummings 和各向异性 Rabi 模型，提出基于算符的对角化方法，揭示底层超对称性，并发现具有等间距双重简并能谱的可因式分解模型状态。
2024-02-27 quant-ph
Quantum criticality and state engineering in the simulated anisotropic quantum Rabi model
利用双音含时磁场同时驱动的超导磁通量子比特，探索了各向异性量子拉比模型（AQRM）在宽参数范围内的应用前景.对于量子相变，借助于保真度磁化率，我们提取了标度函数和临界指数，利用这些标度函数和临界指数，通过对各向异性参数的重新标度，捕获了累积量比的普适标度。此外，在AQRM的临界点处，预测了累积量比的不动点。在量子信息任务方面，研究了简并情形下AQRM的宏观薛定谔猫态和量子控制相位门的产生，并通过数值计算和实际参数研究了AQRM的性能.因此，我们的研究结果为QPT、量子模拟和量子信息处理等电路QED系统中AQRM的独特性质的探索铺平了道路。
2018-04-16 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
Two-photon Rabi-Hubbard and Jaynes-Cummings-Hubbard models: photon pair superradiance, Mott insulator and normal phases
本文采用平均场、微扰、量子蒙特卡罗和密度矩阵重整化群方法研究了双光子Dicke模型、一维Jaynes-Cummings-Hubbard（JCH）模型和Rabi-Hubbard（RH）模型的基态相图。我们首先比较平均场预测的Dicke模型的相图与精确的QMC结果，并找到很好的协议。的JCH模型的相图，然后示出表现出一个单一的莫特绝缘体波瓣与两个激子每个站点，超流（SF，superradiant）相和一个大的区域的不稳定性的哈密顿量变得无界。与单光子模型不同，没有更高的莫特波瓣。与单光子情况不同的是，Mott之上和之下的SF相位惊人地不同：在Mott之下，SF是光子{ \it对}的SF，而在Mott之上，SF是简单光子的SF。RH模型的平均场相图预测了从正常到超辐射相的过渡，但没有发现QMC。
2019-04-13 cond-mat.other quant-ph
Out-of-time-order correlators and quantum phase transitions in the Rabi and Dicke model
利用时间无序关联函数（OTOC）研究了原子能级分裂与单模电磁辐射场频率之比较大的Rabi模型和少体Dicke模型中正常相与超辐射相之间的量子相变（QPT）。重点是在OTOC热平均无限温度，这是一个实验上可行的量。结果表明，通过观察OTOC的局部极小值行为，可以通过OTOC的长时间平均来识别临界点。更重要的是，通过研究有限频率比和有限原子数的实验条件，揭示了QPT的OTOC标度律。从OTOC标度律中提取的临界指数表明，Rabi和Dicke模型中的QPT属于同一普适类。
2020-02-16 quant-ph
First-order and continuous quantum phase transitions in the anisotropic quantum Rabi-Stark model
本文研究了在各向异性Rabi-Stark模型中，两能级系统与单模腔之间同时存在非线性Stark耦合和线性偶极耦合时的各种量子相变。一阶量子相变由基态和第一激发态的能级交叉检测的帮助下，由Bogoliubov算符方法导出的超越函数的极点结构。由于非线性斯塔克耦合与腔频率相同，该模型可以通过映射到有效量子振子来求解。在这种情况下，所有能级在临界耦合处闭合，表明连续的量子相变。临界间隙指数是独立的各向异性，只要反向旋转波耦合存在，但本质上改变，如果反向旋转波耦合完全消失。结果表明，在行波近似下，无隙Goldstone模激发可能出现在临界耦合以上。
2020-05-01 quant-ph
