Topological framework for directional amplification in driven-dissipative cavity arrays
定向放大是根据信号的传播方向选择性地放大信号的技术,作为包括量子信息处理在内的应用的关键资源,已经引起了人们的广泛关注。最近,几个物理上非常不同的定向放大器已被提出并在实验室中实现。在这项工作中,我们提出了一个统一的框架,拓扑结构的基础上理解非互易性和定向放大驱动耗散腔阵列。具体来说,我们揭示了一个非零拓扑不变定义的动态矩阵和制度的频谱上的定向放大,其中的端到端的增益随腔的数量呈指数增长之间的一一对应关系。我们计算分析的散射矩阵,增益和反向增益,显示其明确的依赖于拓扑不变量的值。实现定向放大的参数制度,可以优雅地从拓扑的“相位差”,它提供了一个指导原则,相位保持和相位敏感的多模定向放大器的设计。
2020-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Point-gap topology with complete bulk-boundary correspondence in dissipative quantum systems
从拓扑学的角度研究了Fock空间中阻尼振子模型的耗散量子系统的光谱和动力学性质。与自然处于开放边界条件下的物理晶格系统不同,Fock空间的自下而上的边界性质为理解和验证半无限边界条件下的非厄米皮肤模式提供了独特的设置,这些边界条件在实际物理晶格中是难以捉摸的。基于Liouvillian超算子的复谱提出了一种拓扑表征,并确定了拓扑保护的皮肤模式的完整集合,从而反映了现实材料中通常不存在的点隙拓扑的完整体边界对应.此外,我们发现,即使量子系统是纯耗散的指数放大的反常皮肤模式。我们的结果表明,目前的研究非厄米拓扑物质可以大大有利于量子开放系统的研究,反之亦然。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological transition of a non-Markovian dissipative quantum walk
我们推广了Su-Schrieffer-Heeger(SSH)格上的非Hermitian拓扑量子行走[M. S.鲁弗斯和L. Levitov,Phys. Rev. Lett. 102,065703(2009)]的情况下,非马尔可夫进化。这种非马尔可夫模型是通过将SSH晶格中的每个晶胞耦合到由准连续能级形成的储集层来建立的。我们发现,即使在非马尔可夫进化的情况下,在这个模型中的拓扑过渡,步行者可能会访问水库,并返回到SSH晶格在稍后的时间。然而,拓扑转变的存在取决于储层的低频性质,其特征在于谱密度$J(ε)\propto |ε|^α$。特别是,我们发现了一个强大的亚欧姆($α<1$)和欧姆($α=1$)水库的拓扑转变,但没有拓扑转变的超欧姆($α>1$)水库。这种行为与自旋玻色子模型中著名的局域化跃迁直接相关。我们确认存在的非马尔可夫动力学明确评估这个模型的马尔可夫度量。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological phase transition measured in a dissipative metamaterial
我们构建了一个超材料的射频谐振子,并发现两个拓扑结构不同的阶段所造成的耗散工程到系统。这些阶段是由体能量传输的量化值区分。我们的电路的脉冲响应的测量和用于重建周围的暗模式的能带结构和绕组数的电路本征函数。我们的研究结果表明,耗散可以导致拓扑输运在更广泛的一类物理系统比以前考虑的。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall physics.class-ph quant-ph
Topological Frequency Conversion in a Driven Dissipative Quantum Cavity
最近的工作(PRX 7,041008)表明,自旋耦合到两个外部提供的圆偏振电磁模式可以实现拓扑,量子化的光子从一个模式转移到另一个。在这里,我们研究的情况下,只有一个模式是外部提供的,而另一个是一个动态的量子力学腔模式。专注于实验条件下的签名和稳定性,我们表明,效果持续到少光子量子极限,它可以用来产生高度纠缠的“猫态”的腔和自旋。通过将外部驱动的强度调谐到“最佳点”,量子化泵浦可以从空(零光子)腔态开始产生。我们还发现,包括外部噪声和耗散不抑制,而是稳定的转换效果,即使在多腔模式被考虑在内。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological, multi-mode amplification induced by non-reciprocal, long-range dissipative couplings
本文研究玻色子链与手性多模通道相互作用产生的非互易长程耗散耦合,揭示其可导致拓扑不变量大于一,从而诱导拓扑多模放大和亚稳态行为,并证明该现象可在二维拓扑绝缘体的多边缘模式中自然实现。
2025-09-16 quant-ph
Signatures of topological quantum phase transitions in driven and dissipative qubit-arrays
我们研究了自旋为1/2的链在一个受驱动的耗散电路QED实现中对称性破缺和拓扑相位的光子特征。具体来说,我们考虑了横场XY模型和一个具有3自旋相互作用的对偶模型。前者具有铁磁和顺磁相,而后者的特点,此外,对称性保护的拓扑相。利用三次量子化方法,计算了任意系统尺寸和温度下开自旋链的非平衡定态。我们发现,链两端自旋的双局域关联函数为系统的破缺相变和拓扑相变提供了一个灵敏的度量,但并没有一种通用的方法来区分这两种相变.这两种模型具有等效的表示自由马约拉纳费米子,主机零,一个和两个拓扑马约拉纳端模式的顺磁,铁磁和对称性保护的拓扑阶段,分别。我们研究的关联函数在费米子表象中保持了它的双定域性质,因此我们的结果同样适用于费米子模型本身。我们提出了一个光子实现的耗散的横向场XY模型在一个可调的设置,其中超导transmon量子比特阵列耦合在两端的光子微波电路。
2016-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Spectroscopic Search for Topological Protection in Open Quantum Hardware: The Dissipative Mixed Hodge Module Approach
State Key Laboratory for Precision Spectroscopy, ECNU(精密光谱学国家重点实验室,华东师范大学);Dept. of Chemistry/Physics, University of California, Irvine(加州大学欧文分校化学/物理系)
本文提出基于耗散混合Hodge模块的权重过滤光谱方法,用于在开放量子硬件中验证拓扑保护的持续性。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Fidelity optimization for holonomic quantum gates in dissipative environments
我们分析了在耗散环境的影响下,半导体量子点中的完整量子门在超快激光驱动下的性能。与标准实践一致,环境被建模为与量子点的激子态线性耦合的振荡器的热浴。量子耗散的标准技术使问题服从数值处理,并允许确定保真度(公共门性能估计器),作为所有相关物理参数的函数。作为我们的分析的结果,我们表明,通过以适当的方式改变可控参数,可以(近似)抑制环境的干扰,并优化门的性能-只要热浴是纯粹的superhomic。我们的结论表明,这样的优化是不可能的欧姆环境。
2006-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological invariants in dissipative extensions of the Su-Schrieffer-Heeger model
我们研究耗散扩展的苏-施里弗-海格尔模型的不同方法建模耗散。在这样做时,我们使用两个不同的框架来描述粒子的增益和损失,一个使用Lindblad主方程范围内的Lindblad算子,另一个使用复势作为耗散的有效描述。以非厄米复势是$\mathcal{PT}$对称的方式选择储层。从有效的理论,我们提取出一个状态,它具有类似的性质的非平衡稳态以下Lindblad主方程相对于晶格位置的占领。我们发现相当多的相似之处的频谱的有效哈密顿量和相应的刘维尔。此外,我们概括的Zak阶段的概念,耗散的情况下的Lindblad描述,并将其相关的拓扑相的基础厄米哈密顿。
2018-09-30 quant-ph
Quantized topological energy pumping and Weyl points in Floquet synthetic dimensions with a driven-dissipative photonic molecule
本研究提出驱动-耗散光子分子体系,利用其特性增强Floquet合成维度的量子化拓扑能量泵浦,还可实现Weyl点与Berry曲率测量,支持低调制带宽下的高维拓扑哈密顿量k空间工程。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum entanglement and Bell violation of two coupled cavity fields in dissipative environment
我们研究了两个耦合腔之间的量子纠缠,其中一个腔是在介观叠加态中制备的,另一个腔是在耗散环境中的真空中制备的,并说明了在耗散环境中两个腔之间的纠缠是如何产生的。研究了系统的非定域性动力学行为。
2004-01-08 quant-ph
Dissipation-Induced Steady States in Topological Superconductors: Mechanisms and Design Principles
L.D. Landau Institute for Theoretical Physics(列夫·朗道理论物理研究所);Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS(基连斯基物理研究所,俄罗斯科学院西伯利亚分院克拉斯诺亚尔斯克科学中心联邦研究中心);Laboratory for Condensed Matter Physics, HSE University(高等经济大学凝聚态物理实验室)
研究拓扑超导体中非平衡退相干稳态的条件,通过环境耗散场影响下存在不成对马约拉纳模式的拓扑超导体,建立平衡马约拉纳零模与非平衡动能零模之间的对应关系,并提出通过控制耗散工程稳定退相干稳态的方法。
2026-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement-free topological protection using dissipative feedback
保护量子信息不受环境噪声的影响是容错量子计算的关键。为此,标准量子纠错采用单个粒子的平行投影测量,这使得系统极其复杂。在这里,我们提出了在二维测量自由拓扑保护没有任何选择性解决个别粒子。我们利用工程耗散动力学和反馈操作来减少由退相干产生的熵,从而在拓扑上保护量子信息。我们计算一个错误阈值,低于该阈值,量子信息被保护,而不假设选择性寻址,投影测量,也不是瞬时经典处理。所有的物理操作都是局部的和几何不变的,并且不需要并行的投影测量,这意味着高的可扩展性。此外,由于我们利用的工程耗散动力学已经在量子模拟中得到了很好的研究,该方案可以是一个有前途的路线从量子模拟到容错量子信息处理。
2014-01-24 cond-mat.str-el quant-ph
Topological Protection of Coherence in a Dissipative Environment
一维拓扑绝缘体的特征在于具有指数小能量的边缘态。根据拓扑相到非厄米特系统的一个推广,在非平凡拓扑相中的有限系统显示具有指数长寿命的表面状态。在这项工作中,我们探讨了利用这种非厄米拓扑相位来增强嵌入在耗散环境中的基准量子比特的量子相干性的可能性。我们首先表明,一个网络的量子比特与损耗腔相互作用,可以表示,在一个合适的超单粒子扇区,由所需形式的非厄米“哈密顿量”。然后,我们研究,分析和数值计算,一维几何形状与多达三个网站,每个单元格,并高达拓扑缠绕数$W=2$。对于有限尺寸系统,边缘模式的数量是$W$和系统尺寸$N$的复杂函数。然而,我们发现,有精确的$W$模式本地化在链的一端。在这样的拓扑相位的quibt的相干寿命是指数大的系统的大小。我们验证,对于$W>1$,在大的时候,Lindbladian演化近似是一个非平凡的酉。对于$W=2$,这导致量子位的相干性测量的拉比样振荡。
2017-11-02 quant-ph
Topological transitions in dissipatively coupled Su-Schrieffer-Heeger models
本文研究耗散耦合SSH晶格的拓扑物理,提出基于玻色子振荡器与工程库耦合的晶格构建方案,揭示相位调控的非互易耗散耦合引发的拓扑相变与集肤效应,且分析可通过LCR电路直接实现。
2023-09-11 cond-mat.other quant-ph
Enhancing parameter estimation precision in dissipative environment with two-photon driving
本文研究了在不可避免的耗散环境中光场的频率估计问题。通常,耗散噪声大大降低了精度。在这里,我们发现双光子驱动可以通过抵抗噪声来提高测量精度。此外,在长时间内,在适当的参量双光子驱动下,频率的不确定度可以接近于0,这与没有参量双光子驱动时频率的不确定度趋于无穷大形成了鲜明的对比。结果表明,在长编码时间条件下,双光子驱动可以实现耗散环境下的超灵敏测量。
2019-08-11 quant-ph
Environment Induced Entanglement in Markovian Dissipative Dynamics
我们表明,两个,非相互作用的2级系统,沉浸在一个共同的浴缸,可以成为相互纠缠时,根据马尔可夫,完全积极的减少动态演变。
2003-07-22 quant-ph
Majorana-like oscillation for edge states in one-dimensional topological chain with dissipative couplings
能量接近零的Majorana模的振荡对于确定Majorana费米子具有重要作用。一维Su-Schrieffer-Heeger链(SSHc)中的边缘态也具有几乎为零的能量,当在位具有由独立环境引起的耗散时,它们具有拓扑保护的性质,因而得到了广泛的研究.我们在这里表明,共享的公共环境中的每一对最近的邻居网站的SSHc可以导致网站之间的耗散耦合,从而改变拓扑平凡的阶段,非平凡的。两个非厄米边缘态的有限尺寸杂化系统在耗散耦合作用下会产生类Majorana振荡。SSHc的可控拓扑参数在纳米线中起到控制Majorana振荡的磁场的作用。提出了测量振荡的方法。我们的研究提供了一种新的方法来操纵边缘态,在现有的超导量子线路技术中是实验上可行的。
2021-09-10 cond-mat.supr-con quant-ph
Topologically protected long-range correlations in steady states of driven-dissipative bosonic chains
Quantum Advanced Research Center (QuARC), CSIC(量子先进研究中心,西班牙国家科学研究委员会);Institute of Fundamental Physics (IFF), CSIC(基础物理研究所,西班牙国家科学研究委员会)
本文研究了驱动耗散量子系统中拓扑与关联程度之间的关系,通过奇异值分解框架将拓扑相与玻色子关联联系起来,揭示了非厄密拓扑在稳态关联中的内在特征,并提出了新的拓扑不变量和长程有序的实现方法。
2026-05-18 cond-mat.other quant-ph
Work and heat for two-level systems in dissipative environments: Strong driving and non-Markovian dynamics
工作,时刻的工作和热通量研究的一般情况下,一个强驱动的两级系统沉浸在一个玻色子热浴在域的参数空间微扰治疗失败。这尤其包括非马尔可夫动力学和适度到强烈的外部驱动之间的相互作用。精确的数据进行了比较,从弱耦合方法的预测。此外,系统浴相关性在初始热状态和它们对热通量的影响的作用得到解决。目前的实验活动对固态器件的这些结果的相关性进行了讨论。
2015-04-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling Atoms and Ions in Dissipative Environments
量子信息处理依赖于我们通过相干幺正变换操纵量子叠加的能力,以及在处理器的组成量子组件之间建立纠缠的能力。量子信息处理器(例如线性离子阱或限制辐射场的腔)存在于耗散环境中。我们讨论了在这种耗散环境中可以建立纠缠的方法。我们甚至可以利用系统与环境的强相互作用,以可控的方式产生纠缠。
2000-07-21 quant-ph
Large Chern numbers in a dissipative dice model
几十年来,量子系统中的拓扑现象一直吸引着我们的注意力。近年来,人们对具有拓扑保护边态的系统产生了很大的兴趣,即使在非厄米性的情况下也是如此。在这些研究的基础上,本文研究了非厄米骰子模型在两种非厄米情形下的拓扑性质,即非平衡耗散和平衡耗散。我们的研究结果表明,拓扑相位的保护,真正的差距和散装边缘对应容易看到真正的边缘状态光谱。此外,我们还证明了厄米特情形下的体-边对应原理在分析三带非厄米特系统时仍然是有效的。我们发现,有拓扑非平凡相与大陈数$C=-3$对耗散扰动鲁棒。
2020-09-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Canonical quantization of a dissipative system interacting with an anisotropic non-linear absorbing environment
研究了与非线性吸收环境相互作用的量子系统的正则量子化方案。环境被视为各向异性的,主系统通过不同秩的耦合张量与环境耦合。得到了环境对主系统运动的非线性响应方程。得出非线性朗之万-薛定谔方程为耗散系统的宏观运动方程。本文研究了环境非线性对初始受激的二能级原子的自发发射的影响。
2009-11-09 quant-ph
Quantifying environment non-classicality in dissipative open quantum dynamics
本研究针对开放量子系统的耗散动力学,提出一种基于初始库态与系统-环境总哈密顿量不对易性的环境非经典性度量方法,该方法可通过对偶传播子表示,适用于马尔可夫与非马尔可夫情形,并通过典型动力学验证了其性质。
2023-05-25 quant-ph
Dissipative preparation of a Floquet topological insulator in an optical lattice via bath engineering
针对光学晶格中Floquet拓扑费米子态制备受加热和绝热不完善限制的问题,提出耦合第二种原子玻色凝聚体为热库的耗散方案,通过Floquet-Born-Markov理论证明可得到近似拓扑绝缘体稳态,还发现反常Floquet拓扑绝缘体的稳定迹象。
2024-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum parameter estimation in a dissipative environment
我们研究了耗散玻色子环境中基于量子比特探针的量子参数估计的性能,超越了传统的弱耦合和行波近似的范式。利用精确数值的分层运动方程方法,分析了环境引起的非马尔可夫记忆效应以及探针与环境相互作用的形式对估计精度的影响。结果表明:(1)非马尔可夫性可以有效地提高估计性能;(2)通过引入探针与环境的垂直相互作用,可以提高估计精度。我们的研究结果表明,在噪声环境中的参数估计方案可以通过工程的退相干机制进行优化。
2021-10-15 quant-ph
Double exceptional links in a three-dimensional dissipative cold atomic gas
本文研究了三维光晶格中非厄米链的耗散冷原子半金属的拓扑性质。我们构造了一个具有自旋相关的增益和损耗的三维双带连续模型,其中能谱中的例外点可以包括双霍普夫链。体能带的拓扑结构由动量空间中一维环的缠绕数表征,而节点结构的拓扑转变则随着非厄米性强度的变化而出现.建立了一个非Bloch理论来描述具有反常体边界对应的晶格模型。此外,我们还提出该模型可以用超冷费米子原子在光晶格中实现,并通过测量原子自旋织构来检测异常节链和拓扑性质.
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
State transfer in dissipative and dephasing environments
通过对角化广义超算符求解主方程,研究了耗散和退相环境对自旋网络中量子态转移、纠缠分布和纠缠产生的影响.结果表明,在相同退相干率$γ$的条件下,耗散环境的不利影响比退相环境的不利影响更严重。此外,随着自旋链长度$N$的增加,转移保真度和并发度达到其最大值的临界时间$t_c$迅速达到渐近值$t_0=π/2λ$。当系统处于耗散环境时,在时刻$t_0$的激励传递保真度与$N$无关,而当系统处于退相环境时,它随$N$的增大而减小。平均保真度显示对应于$N=4r+1$、$N=4r-1$和$N=2r$的三种不同模式。对于每个模式,当系统经受耗散环境时,时间$t_0$的平均保真度与$r$无关,并且当系统经受失相环境时,随着$r$的增加而减小。当$N$增加时,最大并发度也减小,当$N\rightarrow\infty$增加时,它达到由退相干速率$γ$和自旋网络结构确定的渐近值。
2011-10-07 quant-ph
Weak measurement and Zeno time in a dissipative environment
利用Caldirola和Montaldi的方法,构造了耗散系统中弱停留时间值的一般表达式。采用非对称双阱势,得到了芝诺时间的近似度量.以原子在两个表面之间的隧穿为例进行了计算。该形式可用于任何具有精确或近似能量本征值的可解势。
2012-09-27 quant-ph
Dissipative nonequilibrium synchronization of topological edge states via self-oscillation
同步和拓扑能带结构的相互作用与驱动和耗散的影响下的对称保护的中间带隙状态在很大程度上是未开发的。在这里,我们考虑一个三聚体链的电子穿梭,每个组成的谐振子耦合到一个量子点之间的两个电子引线定位。每个穿梭受到热耗散,并经历一个分叉朝向自振荡与一个稳定的极限环,如果由引线之间的偏置电压驱动。通过将振荡器机械耦合在一起,我们观察到链端的同步运动,这可以使用线性稳定性分析来解释。由于三聚体链的反转对称性,这些同步状态在拓扑上受到保护,不受局部无序的影响。此外,在当前实验可行性的情况下,可以通过测量每个梭子的点占用来观察同步运动。我们的研究结果开辟了一个新的途径,以提高鲁棒性的同步运动,利用拓扑结构。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech nlin.CD
A dissipative environment may improve the quantum annealing performances of the ferromagnetic p-spin model
研究了铁磁$ p $ -自旋模型($ p = 5 $和$ p = 7 $)在耗散环境中的量子退火.这个模型,在大的$ p $限制,编纂的Grover的算法在一个未排序的数据库中进行搜索。耗散环境由有限温度下处于热平衡的声子池描述。动力学的Lindblad的主方程的框架内的约化的密度矩阵只描述的自旋。利用我们的模型哈密顿量的对称性,我们可以描述许多自旋和推断大$ N $和$ p $的预期趋势。虽然在弱系统浴耦合的耗散环境有不利的影响,退火的结果,我们表明,在中间耦合制度,声子浴似乎加快在低温下的退火。这种性能的改善可能不是由于热波动,而是由于相关的旋转浴状态引起的,并且即使在零温度下也持续存在。这一结果可能为一种新的情况铺平道路,在这种情况下,通过适当地设计系统-浴耦合,可以优化低于纯量子或经典极限的量子退火性能。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement dynamics of two-bipartite system under the influence of dissipative environments
提出了一个实验方案,允许直接测量两量子比特腔系统中的纠缠。它是利用原子作为飞行量子比特的腔QED技术实现的。利用这个方案,我们产生了两种不同的纠缠度量,即对数负性和并发性。研究了在耗散环境中两体系统的突然死亡纠缠现象。我们发现纠缠态的突然死亡时间依赖于纠缠态的初始制备和库的温度。
2010-11-01 quant-ph
Minimal coupling method and the dissipative scalar field theory
通过引入最小耦合方法,研究了作为最简单耗散标量场的阻尼振动弦与作为环境的无限多个Klein-Gordon场耦合的量子场论.通过对耦合函数的特殊选择,得到了含有与速度成正比的耗散项的海森堡方程,并研究了这种耗散系统的量子动力学。通过对环境自由度的追踪计算出了一些运动学关系。得到了系统与环境之间的能量流动速率。
2005-07-20 quant-ph
Dissipative topological superconductors in number-conserving systems
讨论了在一维费米子系统中p波超导体的耗散制备。我们专注于两个设置:第一种需要连接到浴缸的单根电线,而在第二种中,环境连接到两条腿的梯子。这两种设置都会导致稳态,这些稳态具有p波超导体的整体性质,在这种数量守恒的设置中通过适当p波相关性的长距离行为来识别。这两种方案的不同之处在于,单线的稳态不以拓扑顺序为特征,而两条腿的阶梯主机马约拉纳零模式,这是解耦的阻尼和指数本地化的边缘。我们的分析结果补充了广泛的数值研究的稳态性能,渐近衰减率和协议的鲁棒性。
2015-12-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Detecting Complex-Energy Braiding Topology in a Dissipative Atomic Simulator with Transformer-Based Geometric Tomography
Shanxi University(山西大学)
本文提出基于Transformer的机器学习框架,用于探测非厄密系统中复杂能级编织拓扑,通过耗散冷原子模拟器验证了该方法在拓扑不变量预测和带交叉识别中的有效性。
2026-03-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two cavity modes in a dissipative environment: cross decay rates and robust states
我们研究了交叉衰减率在两个电磁模式与同一水库相互作用的系统中的作用。两个可行的实验敏感的幅度和相位,这些速率。我们表明,如果交叉衰减率是可观的,有国家较少暴露于消相干和耗散,并在极限情况下出现消相干自由子空间。
2004-10-25 quant-ph
Unveiling environmental entanglement in strongly dissipative qubits
量子位与宏观库的耦合在理解从量子世界到经典世界的复杂转变中发挥着基础性作用。考虑到谐波环境,我们使用直观的参数和数值多体量子层析成像来研究强耦合制度中产生的完整波函数的结构,达到强烈的量子位-环境相互作用。由此产生的强关联多体基态是由量子振荡器浴的绝热(类极化子)和非绝热(类反极化子)贡献的量子叠加建立的。新出现的薛定谔猫环境波函数可以通过简单的变分相干态定量描述。与量子位环境纠缠相反,我们表明,在标准理论预测有效经典自旋的制度中,非经典性和水库中的模式之间的纠缠对于量子位叠加的稳定是至关重要的。
2013-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Majorana Modes in Driven-Dissipative Atomic Superfluids With Zero Chern Number
我们研究了二维费米子的耗散诱导p波成对态,证明了在陈数为零的相位中存在空间分离的Majorana零模。我们构建了一个明确的和自然的模型,一个耗散的漩涡,陷阱的一个单一的这些模式,并建立其拓扑起源映射到一个手性一维线的问题,我们观察到一个非平衡的拓扑相变的拓扑不变量(绕组数)的突变为特征。我们表明,涡核中单个马约拉纳零模的存在与我们模型的耗散性质密切相关。工程耗散开辟了实验实现这种状态的可能性,没有哈密顿对应。
2012-08-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement from dissipative dynamics into overlapping environments
我们考虑两个量子比特的集合消散到两个重叠的环境中,也就是说,有一定数量的量子比特共同消散到两个环境中。然后,我们研究了两个系综之间的二体纠缠的动力学排除公共量子比特。为了得到任意数量的量子比特的解析解,我们考虑具有单个激发的初始状态,并表明当激发最初位于侧(非公共)量子比特之间时可以产生最大量的纠缠。此外,静态纠缠呈现单调(分别为)。非单调的)缩放与公共(分别是,侧)量子位。
2014-09-25 quant-ph
Geometric phase of a two-level system in a dissipative environment
利用二次量子化方法分析了耗散环境中二能级系统的几何(Berry)相,该方法对绝热相和非绝热相提供了统一的规范不变的处理方法,因而适用于远离理想绝热性的过渡区的定量分析.考虑到最近在超导量子比特中的Berry相的实验观察,我们给出了欧姆耗散中具体绝热情况的公式。以透明的方式给出了对总相位的校正以及与几何形状相关的退相时间。几何相远离理想绝热性的行为也进行了一些详细的分析。
2009-05-09 quant-ph
Quantum metrology in local dissipative environments
量子精密测量利用量子特性使我们能够获得超越经典极限的测量精度。利用量子纠缠将计量精度从标准量子极限(SQL)提高到海森堡极限(HL)。然而,据报道,在长编码时间条件下,HL返回到SQL中存在的局部失相环境。我们在这里评估的确切影响的本地耗散环境的量子精密测量,基于拉姆齐干涉仪。结果表明,对于有限数目的探测原子,在长编码时间条件下,HL是渐近恢复的。我们的分析表明,这主要是由于每个原子与其环境之间形成了束缚态。这为实验提供了一种途径,以在实际条件下通过工程化系统-环境束缚态的形成来实现量子精密测量。
2017-11-20 quant-ph
Persistent spin squeezing of dissipative Lipkin-Meshkov-Glick Model embedded in a general thermal environment
研究了有限温度下耦合到一般非马尔可夫环境的Lipkin-Meshkov-Glick(LMG)模型的自旋压缩。利用非马尔可夫量子态扩散和主方程方法,数值研究了LMG模型中非马尔可夫自旋压缩的产生。结果表明,LMG模型中的总自旋数N、能量kBT和某些系数对自旋压缩的产生起着决定性的作用。特别是,它表明,最大自旋压缩可以显着增强时,参与环境具有相对较长的记忆时间。
2019-07-13 quant-ph
Unraveling the topology of dissipative quantum systems
我们从量子轨道的角度讨论了耗散量子系统中的拓扑。后者出现在揭开马尔可夫量子主方程和/或连续量子测量。在量子跳跃发生时的整体平均量子轨迹,即,跳跃时间产生了对暗态的存在高度敏感的离散的、确定性的演化。我们证明了一个广泛的家庭的凝聚不变的崩溃模型,一组暗态诱导哈密顿量的哈密顿量的空间上施加了一个非平凡的拓扑结构,这也反映了相应的跳跃时间动态。后者的拓扑特征,然后可以观察到,例如,在运输行为,暴露了无限层次的拓扑相变。我们发展我们的理论,一维和二维两带哈密顿和显示的拓扑行为是直接表现为手性,PT,或时间反向对称哈密顿。
2022-04-18 cond-mat.other quant-ph
May a dissipative environment be beneficial for quantum annealing?
讨论了全连接铁磁$ p $-自旋模型在低温耗散环境中的量子退火。这个模型,在大的$ p $限制,编码在其基态的解决方案的格罗弗的问题,在未排序的数据库中搜索。在量子线路模型的框架中,量子算法已知用于此任务,相对于其最佳经典对应物提供二次加速。这种改进在孤立量子处理器的绝热量子计算中无法恢复。我们分析了同样的问题,在低温水库的存在下,使用马尔可夫量子主方程的Lindblad形式,我们表明,在适度耦合到量子退火的零温度环境的存在下,实现了热增强。
2019-01-23 quant-ph
Dissipative preparation of Chern insulators
工程耗散可以用来制备感兴趣的量子多体态的非平衡方式。其基本思想是获得感兴趣的状态作为量子主方程的唯一稳态,而与初始状态无关。由于拓扑和局部性的根本竞争,具有非零陈数的带隙拓扑相的耗散制备迄今为止仍然是难以捉摸的。本文在Lindblad主方程的框架下研究了二维晶格上费米子的开放量子系统动力学。特别是,我们发现了一种机制,耗散准备一个非零陈数的拓扑稳态的短程系统浴相互作用。非常值得注意的是,这在非平衡相图中产生了稳定的拓扑相。我们演示了如何我们的理论建设可以实现在一个微观模型,是实验可行的冷原子在光晶格。
2015-04-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Self-oscillating pump in a topological dissipative atom-cavity system
泵是一种传输机制,其中直流电流是由电势的循环演变产生的。正如张永森所指出的,当考虑量子粒子在空间和时间周期势场中的运动时,抽运过程可以有拓扑学的起源。然而,驱动这些泵的周期性演化一直被认为是从外部传递的,就像迄今为止研究的实验系统中的情况一样。在这里,我们报告的紧急机制泵浦量子气体耦合到一个光学谐振器,在那里我们观察到的粒子电流,而不施加周期性的驱动。原子所受的泵浦势是由自洽腔场与驱动原子的静态激光场干涉而形成的。由于耗散,腔场在其两个正交体之间演化,每个正交体对应于不同的中心对称晶体配置。这种自激振荡导致了一个类似于拓扑紧束缚模型中描述电子传输的时间周期势,如典型的赖斯-梅勒泵。在实验中,我们通过测量腔场相对于驱动场的相位缠绕和原位观察原子的运动来直接跟踪原子的演化。所发现的机制结合了拓扑和开放系统的动力学,并具有连续耗散时间晶体的特征。
2022-12-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative dynamics of quantum discord under quantum chaotic environment
我们研究了两个初始纠缠的量子比特加上一个量子踢顶的退相干模型中量子不和谐的耗散动力学。在我们的研究期间,两个量子比特是解耦的,其中一个与量子踢顶相互作用。我们发现,量子不和谐的长时间行为可以很好地描述量子踢顶的保真度衰减;然而,对于短时间行为,保真度衰减的振幅的相位是必要的,以提供有关系统的更具体的信息。我们比较了量子踢顶和多模振子系统在描述环境方面的不同,也比较了量子纠缠和量子不和谐的动力学性质。
2010-10-19 quant-ph
Topological invariance and global Berry phase in non-Hermitian systems
通过研究非厄米特系统的拓扑不变性和Berry相位,揭示了复Berry相位的基本性质,推广了整体Berry相位Q来识别非厄米特系统的拓扑不变性,发现Q可以识别两种非厄米特模型的拓扑不变性,即二能级非厄米特哈密顿和二分耗散模型。对于二体耗散模型,Berry相在参数空间的突变揭示了量子相变,并与例外点有关。这些结果给出了Berry相与非厄米系统的量子和拓扑相变之间的基本关系。
2015-02-02 quant-ph
Optimal feedback control of two-qubit entanglement in dissipative environments
我们研究了两个量子比特耗散到它们自己的环境中的错误的校正。这是通过采取局部反馈动作来实现的,目的是尽可能多地保持初始纠缠量。最优控制是通过首先从子系统的纯度获得见解,然后通过数值分析的并发。这相当于对致动和测量过程的双重优化。重复反馈行动也被调查,从而铺平了道路的连续时间制定和解决问题。
2016-04-08 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
Quantum communication between trapped ions through a dissipative environment
研究了两个囚禁离子与一维库仑晶体轴向声子模的耦合。这个系统在形式上等价于“双自旋玻色子”模型。我们提出了一种在无退相干子空间内动态产生两个离子最大纠缠态的方案。在这里,被捕获离子的声子环境,无论其温度和模式的数量如何,都充当纠缠总线。单重态的有效产生可以用来进行短程量子通信,这对于构建大规模量子计算机是必不可少的。
2008-05-23 quant-ph
Topological signatures in a weakly dissipative Kitaev chain of finite length
我们构建了一个全球Lindblad主方程的Kitaev量子线的有限长度,弱耦合到一个任意数量的热浴,在Born-Markov和长期的近似。我们发现,耦合的外部浴到一个以上的晶格网站产生量子干涉效应,所产生的费米子隧道通过多个路径的可能性。在不同温度和/或化学势的两个浴中,稳态粒子流可以通过Landauer-Büttiker公式表示,就像在弹道输运装置中一样,增加了与Kitaev哈密顿量中$p$ -波配对相关的异常因子。这样的一个因素是受链的基态性质,被有关的有限大小相当于其Pfiran拓扑不变量。
2021-09-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Controlling Dissipative Topology Through Floquet Driving: From Transient Diagnostics to Boundary States Isolation
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
本文通过Floquet驱动控制耗散拓扑,实现对长寿命激发的诊断和边界态的隔离。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph