Effective and efficient resonant transitions in periodically modulated quantum systems

周期调制腔场对原子压缩态产生的影响

Influence of periodically modulated cavity field on the generation of atomic-squeezed states

研究了周期性时间调制的腔频率对N个二能级原子在一个移动镜的非平稳腔中产生压缩态的影响。结果表明，由光场真空态产生的光场的双光子特性在产生原子压缩态或自旋压缩态中起着重要作用。我们进一步证明了在真空态中制备的初始腔场具有最大的原子持续压缩。

用双极化KTiOPO_4在铷原子D_1线上产生压缩真空共振

Generation of a squeezed vacuum resonant on Rubidium D_1 line with periodically-poled KTiOPO_4

本文报道用周期极化KTiOPO_4（PPKTP）晶体在Rb D_1线（795 nm）上产生连续波压缩真空共振。利用基于PPKTP晶体的倍频器和光参量振荡器，我们观测到了-2.75 ± 0.14dB的压缩能级和+7.00 ± 0.13dB的反压缩能级。该系统可用于演示压缩真空的存储和恢复，这对于原子自旋的超精密测量以及量子信息处理都具有重要意义。

具有时空非线性调制的周期性吸引和排斥势场中的亮、暗孤子

Bright and Dark Solitons in a Periodically Attractive and Expulsive Potential with Nonlinearities Modulated in Space and Time

本文研究了具有多种非线性项的非线性薛定谔方程的孤子解。我们解决了一个潜在的吸引力和排斥行为之间的时间振荡的方程，在空间和时间调制的非线性的存在。尽管存在周期性排斥行为的潜在的，结果表明，非线性方程可以支持的明亮和黑暗的类型，这是非常强大的局域激发的多样性。

$\mathbb{R}^3$中周期调制漏丝谱的绝对连续性

Absolute continuity of the spectrum for periodically modulated leaky wires in $\mathbb{R}^3$

我们考虑一个三维的漏量子线模型。哈密顿量是拉普拉斯算子的一个奇异扰动，它由一条耦合有界的直线支撑，并沿直线周期性地调制。我们证明了这样一个系统有一个纯粹的绝对连续的频谱和它的负部分的能带结构，最多有有限数量的差距。这一结果也被推广到当有无限多条线支持沿一个方向周期性排列的扰动时的情形。

光场驱动腔光力学的量子噪声谱

Quantum noise spectra for periodically-driven cavity optomechanics

越来越多的腔光学力学实验装置利用周期性驱动场。然而，这样的设置是不服从于分析使用简单的，但功能强大，封闭形式的线性光学力学的表达式，这提供了这么多我们目前的理解实验光学力学。在本文中，我们制定了一个新的方法来计算调制光机械系统中的量子噪声谱，我们分析，比较，并讨论与其他两个最近提出的解决方案：我们称这些（i）频移运营商（ii）Floquet和（iii）迭代分析。我们证明了（i）和（ii）产生等价的噪声谱，并发现（iii）是一个解析逼近（i）的弱调制。本文计算了描述悬浮粒子在混合电光阱中实验的双调制系统的噪声谱。我们表现出良好的协议与朗之万随机模拟在热制度和预测压缩的量子制度。最后，我们揭示了如何通过适当选择调制频率在外差检测中测量调制系统的实验无法获得的光谱分量。

周期调制波导阵列中暗Floquet态的光子辅助隧穿模拟

Analog of photon-assisted tunneling originated from dark Floquet state in periodically modulated waveguide arrays

通过对三通道波导系统的研究，我们从理论上模拟了在无静电偏压的周期性驱动晶格阵列中的光子辅助隧穿（PAT）现象。PAT的这种模拟可以通过仅周期性地调制顶部波导并调整底部与其相邻波导之间的距离来实现。数值计算表明，五通道波导系统中也存在PAT共振，其它奇数个波导的波导阵列中也可能存在PAT共振，但随着波导数目的增加，PAT共振将逐渐减弱。与传统的PAT不同的起源，在我们的工作中发现的这种类型的PAT是密切相关的零能量（暗）Floquet态的存在。它是很容易观察到在目前可访问的实验条件下，并可能是有用的控制光在波导阵列中的传播。

周期含时refractive index介质的强双光子辐射

Strong two-photon emission by a medium with periodically time-dependent refractive index

研究了周期性时变折射率介质的双光子辐射。这种发射是由介质的零点涨落引起的。通常，这种辐射非常微弱。然而，如果满足谐振条件$ω_0$ = 2.94 $c/l_0$（这里$ω_0$和$l_0 $分别是介质的光学长度的振荡的频率和振幅），则可以强烈地增强。此外，具有光程的谐振振荡的介质以高效率执行相位共轭反射。也预测了其他玻色子的双量子发射的类似共振增强。

具有均匀、周期调制和随机耦合的量子Ising链的纠缠熵的有限尺寸标度

Finite-size scaling of the entanglement entropy of the quantum Ising chain with homogeneous, periodically modulated and random couplings

利用自由费米子技术，研究了横向场中大的有限量子伊辛链中相邻自旋块的纠缠熵，其中耦合类型有：均匀耦合、周期调制耦合和随机耦合.我们进行了系统的研究，在量子临界点的有限尺寸效应，并评估subleading修正开放和周期性的边界条件。对于对应于有限链的一半的块，作为控制参数（例如，横向场）的函数的熵的最大值的位置可以定义有限样本中的有效临界点。在均匀链的基础上，我们证明了量子相变附近熵的标度行为符合普适性假设，并计算了有效临界点的移动，它在开边界和周期边界条件下具有不同的标度行为.

周期性驱动石英的时域光栅

Time-domain grating with a periodically driven qutrit

时域中的物理系统可能在真实空间中表现出类似的现象，例如时间晶体，时域菲涅耳透镜和量子位中的调制干涉。本文报道了在周期性调制的探测场和控制场中用超导量子阱实现时域光栅的两种实验方案：同步调制和互补调制。实验和数值计算结果显示调制Autler-Townes（AT）和调制诱导衍射（MID）的影响。理论结果还证实，AT和MID效应的干涉条纹的峰位是由通常的二能级相对相位决定的，而观测到的衍射条纹只出现在互补调制中，而与三能级相对相位有关。进一步分析表明，这种单原子时域衍射是由两个时域光栅之间的相关效应引起的。此外，我们发现衍射条纹的宽度与控制场功率无关。我们的结果揭示了调制多能级系统的量子相干性的实验探索，并可能在快速全微波开关和量子门操作中的强驱动机制找到有前途的应用。

开放的周期调制量子腔中的混沌自旋-光子态

Chaotic spin-photonic states in an open periodically modulated quantum cavity

本文研究周期相干泵浦下漏腔中的量子混沌态，证明单个耦合自旋可借助量子 Lyapunov 指数调控规则与混沌区域的转变，并可通过光子发射统计实验检测。

周期驱动的量子开放系统

Periodically driven quantum open systems: Tutorial

本文基于Floquet理论，对与热浴弱耦合的开放量子系统的主方程进行了简单的推导和讨论，并将其推广到周期性外部驱动的情形.此外，单个热浴被多个热浴代替。我们还提出了满足热力学第二定律的热流的定义，并将一般结果应用于一个简单的周期调制量子比特模型。

双模相变在周期性调制的Λ型三能级系统中

Bimodal phase transition in a periodically modulated $Λ$-type three-level system

研究周期性调制的Λ型三能级系统中双模超辐射相变的动态量子相变机制，通过有效Jaynes-Cummings模型揭示量子相变调控方法。

Rydberg阻塞门失谐调制驱动协议中高频分量的抑制

Suppression of high-frequency components in off-resonant modulated driving protocols for Rydberg blockade gate

针对失谐调制驱动的Rydberg阻塞门，本文提出滤除基函数高频分量并结合数值优化设计波形的系统方法，提升了门的保真度、速度与鲁棒性。

周期性调制连续量子热机中的精度界限与最优控制

Precision bound and optimal control in periodically modulated continuous quantum thermal machines

本文基于 Floquet 形式体系研究周期性调制连续量子热机的涨落，发现热力学不确定关系（TUR）在不同调制下均成立，且 CRAB 优化协议能在宽频段内保持较小 TUR 比率，同时揭示了效率涨落界限与机器运行模式的关联。

周期调制量子非线性振子

Periodically modulated quantum nonlinear oscillators

本书的第一章描述了谐振和非谐振调制的调制振荡器的动力学。两种类型的谐振调制被认为是：添加剂，频率接近振荡器的本征频率，和参数，频率接近本征频率的两倍。结果表明，该振子的弛豫伴随着量子噪声，即使在T=0的情况下，该噪声也导致量子态的有限宽度分布。量子噪声还导致通过相空间中的势垒的跃迁在共存的振动状态之间切换。开关机制，量子激活，在热平衡系统中没有类似的。在分岔点附近，开关速率表现出特征标度。研究了调制振荡器的功率谱和吸收/放大谱，包括它们的精细结构。非共振调制可以导致振荡器的冷却、加热或自持振动。分析了前面讨论的振子直接非共振激励与光力学中研究的激励机制之间的关系。

利用近共振调制驱动实现快速纠缠量子门

Fast entangling quantum gates with almost-resonant modulated driving

本文提出并分析了基于近共振调制驱动（ARMD）的纠缠量子门，揭示了其与失谐调制驱动在共振条件与物理机制上的差异，为构建高速高保真量子逻辑门提供了新方案。

Resilient quantum gates on periodically driven Rydberg atoms

Fault-tolerant implementation of quantum gates is one of preconditions for realizing quantum computation. The platform of Rydberg atoms is one of the most promising candidates for achieving quantum computation. We propose to implement a controlled-$Z$ gate on Rydberg atoms where an amplitude-modulated field is employed to induce Rydberg antiblockade. Gate robustness against the fluctuations in the Rydberg-Rydberg interaction can be largely enhanced by adjusting amplitude-modulated field. Furthermore, we introduce a Landau-Zener-Stückelberg transition on the target atom so as to improve the gat…

周期调制Heisenberg XXZ链中的拓扑磁振子束缚态

Topological magnon bound-states in periodically modulated Heisenberg XXZ chains

多粒子量子系统中的强相互作用拓扑态对理论和实验都提出了巨大的挑战。最近，在光晶格中由超冷玻色原子组成的量子海森堡链中，实验观察到了量子磁体中的基本自旋波（磁振子）的束缚态。在这里，我们研究了在共平移对称下量子海森堡链中的一种强相互作用拓扑态--拓扑磁振子束缚态。我们发现，共平移对称性是定义多粒子量子态拓扑不变量的关键，它使我们能够刻画多磁振子激发的拓扑特征。计算了两磁振子束缚态的能谱、密度分布、关联和陈数，证明了拓扑保护边束缚态的存在。我们的研究不仅为拓扑磁振子束缚态的研究开辟了新的前景，而且对强相互作用拓扑态的表征和理解也有重要的意义。

用谐振滤波器将调频连续波场变换成短脉冲训练

Transformation of the frequency-modulated continuous-wave field into a train of short pulses by resonant filters

提出了将调频辐射场转换为短脉冲训练的谐振滤波方法，并将其应用于光域。有效的频率调制可以通过电光调制器或通过具有窄吸收线的滤波器的谐振频率调制来实现。由于频率调制，窄谱CW辐射场被谐振滤波器视为由调制频率分离的等距光谱分量的梳。调谐窄带滤波器与梳的第$n$个光谱分量谐振，将辐射场转换成脉冲束，每个束中具有$n$脉冲。这种变化可以用相干散射共振分量与整个梳状场的干涉来解释。相长干涉导致脉冲的形成，而相消干涉被看作是脉冲之间的暗窗。结果表明，谐振滤波器的最佳厚度比光域中产生短脉冲所需的色散滤波器的厚度小几个数量级。

周期驱动Friedrichs模型中Floquet共振态和Floquet-Magnus展开的有效性

Floquet resonant states and validity of the Floquet-Magnus expansion in the periodically driven Friedrichs models

分析了离散空间和连续空间上周期驱动Friedrichs模型的Floquet特征值问题。在高频区，存在一个Floquet束缚态符合Floquet-Magnus展开的离散Friedrichs模型，而不是在连续模型的情况下。然而，在后一种情况下，由Floquet-Magnus展开预测的束缚态表现为亚稳态，其寿命在大频率的极限中发散。我们通过计算Floquet共振态的准能量虚部得到寿命。在低频区，没有Floquet束缚态，而是出现了具有指数小的准能量虚部的Floquet共振态，这被理解为能量空间中的量子隧穿。

周期调制自旋链中拓扑序与多体局域化

Topological order versus many-body localization in periodically modulated spin chains

在本文中，我们研究了外部磁场产生的线性梯度势（LP）中周期性调制的$s=1/2$自旋链。在没有LP的情况下，系统具有对于均匀外部磁场表现出磁化平台的拓扑状态。这些拓扑态具有有限的整数陈氏数，它们的稳定性是由Jordan-Wigner变换得到的等效无自旋费米子系统来阐明的。我们表明，LP，这只是一个恒定的电场在无自旋费米子系统，不稳定的拓扑状态，因为它诱导局域化称为Wannier-Stark（WS）的本地化。我们澄清的相图中存在的LP和现场对角无序。为此，我们仔细研究边激发下的开边界条件，这是一个标志的拓扑秩序。我们发现了一个非常有趣的现象，表明存在一个准边缘模式，取代真正的边缘模式在某些参数区域。这是在拓扑状态中实现WS本地化的前兆。最后，我们研究了由足够强的LP或无序引起的多体局域化。为此，我们研究了整个能级的能级统计，并发现了意想不到的扩展态位于中等势梯度和弱在位无序制度。我们通过计算纠缠熵的方差来验证这一现象。本系统与二维量子霍尔态密切相关，因此我们的发现不仅可以在超冷原子气体实验中观察到，而且可以在量子霍尔物理中观察到。

一维Rydberg晶格中自旋簇的共振动力学

Resonant dynamics of spin cluster in a periodically driven one-dimensional Rydberg lattice

研究通过共振驱动场实现Rydberg自旋晶格中自旋簇的球形扩展与Bloch振荡约束行为，揭示其动态特性及潜在应用。

Off-resonant modulated driving gate protocols for two-photon ground-Rydberg transition and finite Rydberg blockade strength

Recently, the notion of two-qubit controlled phase gate via off-resonant modulated driving has been introduced into the neutral atom qubit platform, with respect to both single-photon and two-photon ground-Rydberg transitions. In order to reach a better performance practically, further developments are in need to overcome a few known limitations in previous discussions of this promising method. Here, we thoroughly analyze a variety of modulation styles for two-photon transitions, demonstrating the versatility of off-resonant modulated driving protocols. Furthermore, we show that it is possible…

中性原子双脉冲非共振调制驱动的多普勒不敏感双量子比特控制相位门协议

Doppler-insensitive two-qubit controlled-PHASE gate protocol with dual-pulse off-resonant modulated driving for neutral atoms

对于中性原子量子比特，冷原子的残余热运动构成了限制可访问的两量子比特门保真度的主要挑战。近年来，一种基于非共振调制驱动和里德伯阻塞效应的双量子比特控制相位量子门方案被引入中性原子量子比特平台。在此基础上，我们进一步开发了双脉冲非谐振调制驱动形式的升级。除了固有的优点，避免搁置人口在里德伯水平，不一定需要单独的网站寻址，不敏感的封锁移位的确切值，同时抑制人口泄漏误差和旋转误差，该协议的主要新功能是多普勒不敏感。原则上，门保真度在量子位原子的相对显著的速度范围内保持相当高。此外，我们预计，该协议将激发未来的改进量子门协议的其他类型的量子位平台，其策略可能会发现在量子最优控制领域的应用。

周期驱动有限格点中超冷玻色子的共振量子动力学

Resonant quantum dynamics of few ultracold bosons in periodically driven finite lattices

研究了周期驱动一维光晶格中有限个超冷玻色系综的非平衡动力学。我们的研究表明，驱动力迫使不同阱中的玻色子同相振荡，并表现出偶极模式。从弱到强的驱动频率范围很广，并讨论了井内动态的共振行为。在共振附近，观察到丰富的带内激发光谱。在Floquet理论的框架下研究了单粒子激发机制，阐明了驱动频率的作用。原子间的排斥相互作用的影响进行了详细的检查产生强烈的影响隧穿周期和激发概率。最后，研究了谐振对光晶格可调参数变化的依赖性。我们的分析是基于从头算多组态含时Hartree方法的玻色子。

周期加速腔中无粒子产生的模式混合量子门和纠缠

Mode-mixing quantum gates and entanglement without particle creation in periodically accelerated cavities

我们证明了模式混合量子门可以由非均匀相对论加速产生。腔中的周期性运动表现出一系列共振条件，在不同频率模式之间产生纠缠量子门。与粒子产生相关的共振条件是最近在超导电路中证明的动态Casimir效应的主要特征。我们发现，第二个共振，这引起了较少的关注，因为它意味着可以忽略不计的粒子生产，产生一个光束分裂量子门，导致共振增强的纠缠，可用作第一个证据的机械振荡器中的加速效应。我们提出了一个桌面实验，其中与第二次共振相关的频率可以机械地产生。

共振腔中原子系综的驱动耗散动力学I：非平衡Phase Diagram和周期调制超辐射

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。

单脉冲非共振调制驱动的中性原子双量子比特控制相位Rydberg封锁门方案

Two-qubit controlled-PHASE Rydberg blockade gate protocol for neutral atoms via off-resonant modulated driving within a single pulse

中性原子阵列是研究量子逻辑门的理想平台，人们一直致力于提高双量子比特逻辑门的保真度。我们报告了我们最近的研究结果，在构建一个不同类型的两个量子比特控制相位量子门协议与中性原子启用里德堡封锁，其目的是在鲁棒性和高保真度。它依赖于调制的驱动脉冲与特殊定制的平滑波形，以获得适当的相位积累的量子门。其主要特点包括在单个脉冲内完成门操作，不需要单独的位置寻址，对封锁移位的精确值不敏感，同时抑制了布居泄漏误差和旋转误差。在考虑原子运动、激光功率波动、功率不平衡、自发发射等误差的情况下，我们期望该协议具有较高的保真度，并希望该协议能在其他量子比特平台的量子门设计和量子最优控制的其他领域中产生新的应用.

Frequency combs with parity-protected cross-correlations from dynamically modulated qubit arrays

We develop a general theoretical framework to dynamically engineer quantum correlations in the frequency-comb emission from an array of superconducting qubits in a waveguide, rigorously accounting for the temporal modulation of the qubit resonance frequencies. We demonstrate, that when the resonance frequencies of the two qubits are periodically modulated with a $π$ phase shift, it is possible to realize simultaneous bunching and antibunching in cross-correlations of the scattered photons from different sidebands. Our approach, based on the dynamical conversion between the quantum excitations …

周期驱动的量子物质：共振调制的情况

Periodically-driven quantum matter: the case of resonant modulations

当量子系统被快速的时间周期调制驱动时，它们可以表现出定性的新行为形式。在大驱动频率的限制下，这类系统的长时间动力学通常可以用与时间无关的有效哈密顿量来描述，通常通过微扰处理来识别。在这里，我们提出了一个一般的形式主义，描述了时间调制的物理系统，其中的驱动频率是大的，但相对于固有的系统在休息的能量间距共振。这种情况目前在光学晶格装置中被利用，其中超晶格（或Wannier-Stark-ladder）势被共振调制，以便控制晶格位置之间的隧穿矩阵元素，为冷原子系统提供了一种强大的方法来产生人工通量。在这项工作中开发的形式主义确定的基本成分需要产生有趣的磁通模式和能带结构使用谐振调制。此外，我们的方法允许一个简单的描述的微观运动的动力学基础上，我们说明了它的特点的基础上不同的动态晶格配置。结果表明，微运动对物理观测量的影响强烈地依赖于实施方案，这表明仅用有效哈密顿量的理论描述一般不足以捕获系统的完整时间演化。

量子模拟与非平衡动力学平均场论的相遇：周期驱动强关联费米-哈伯德模型的探索

Quantum Simulation Meets Nonequilibrium Dynamical Mean Field Theory: Exploring the Periodically Driven, Strongly Correlated Fermi-Hubbard Model

通过研究周期驱动的Fermi-哈伯德模型中双占据的时间演化，对非平衡动力学平均场论和光晶格实验进行了从头算比较。对于非共振驱动，有效的静态哈密顿量的描述的有效性范围被确定，并证明其故障由于能量吸收接近共振。对于近共振驱动，我们研究了驱动振幅变化的响应，并发现了一个不对称的激发谱相对于失谐。在一般情况下，我们发现很好的协议之间的实验和理论，交叉验证的实验和数值方法在一个强相关的非平衡系统。

磁驱动量子系统的动态定态

Dynamic steady-state of periodically-driven quantum systems

利用密度矩阵方法，证明了任意非线性驱动系统周期平衡态的存在性定理。该状态具有与调制的外部影响相同的周期，并且由于弛豫过程，其被实现为渐近解（$t$ $\to$ $+\infty$）。所提出的推导同时包含一个简单的计算算法，不使用Floquet和傅立叶理论，即我们的方法自动保证所有频率分量的充分考虑。描述伴随着的例子证明了我们的方法的简单性和高效率。特别地，对于三能级$Λ$系统，我们计算了相位周期调制场所形成的暗共振的线形和场致位移。对于二能级原子，我们得到了矩形光脉冲直接频率梳谱信号的解析表达式。在这种情况下，它被示出的光谱线形状的脉冲面积的根本依赖。研究结果在激光物理和光谱学中有广泛的应用，并对寻找新的原子钟激发方案具有重要意义.我们的研究结果对多体物理也有一定的参考价值。