Modeling Spontaneous Exit Choices in Intercity Expressway Traffic with Quantum Walk
在城际高速公路交通中，驾驶员经常根据时间、地点和交通状况做出调整驾驶行为的决策，这进一步影响驾驶员何时以及在何处离开高速公路交通。驾驶员自发的出口选择是很难观察到的，因此，充分模拟城际高速公路交通是一个挑战。本文提出了一种自发量子流量模型（SQTM），该模型分别用量子游走和自回归滑动平均模型（ARMA）对自发出口选择引起的随机流量波动和剩余规则性波动进行建模。SQTM将驾驶员的自发退出选择视为量子随机过程，其动态概率函数根据时间、位置和交通条件而变化。量子行走被应用于更新概率函数，该概率函数模拟了驾驶员何时何地将离开受自发出口选择影响的交通。我们验证了我们的模型与小时交通数据从7个出口在中国东部的宁常高速公路。对于7个出口，SQTM的决定系数范围为0.5至0.85。与经典的随机游走模型和ARMA模型相比，决定系数提高了21.28%~ 104.98%，相对均方误差降低了11.61%~ 32.92%。我们的结论是，SQTM提供了新的潜力，考虑到不可观察的自发驾驶员的决策建模的交通动态。
2020-03-06 math.QA physics.soc-ph quant-ph
From quantum theory to classical dynamics under spontaneous wave-packet reduction
本文考虑自发波包约化，得到了Lindblad形式的量子主方程。将这样一个量子主方程精确映射到一个连续时间随机游走（CTRW）上，可以得到不同的经典方程。虽然这个CTRW是一个准经典行走，由于量子干涉的影响仍然可以在这样的行走是重要的。宏观上，我们将考虑势的不确定性，并通过一族薛定谔方程（或算子）来确定有效跃迁几率。
2005-05-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Numerical Study on Quantum Walks Implemented on the Cascade Rotational Transitions in a Diatomic Molecule
提出了一种利用双原子分子和光学频率梳实现连续时间量子行走的方案。我们展示了一个类比之间的量子行走和级联旋转跃迁诱导的光学频率梳，其频率峰值被调谐到分子中的纯旋转跃迁。还演示了补偿真实分子离心畸变的策略。
2011-06-10 quant-ph
Rotational Cooling of Polar Molecules by Stark-tuned Cavity Resonance
本文提出了一个双原子杂原子分子转动冷却的一般方案。它使用超导微波腔通过Purcell效应增强自发衰变。旋转冷却可以通过使用电场从最高跃迁能级开始到最低跃迁能级顺序地将每个旋转跃迁调谐到腔共振来诱导。静电多极子可用于提供具有基本上均匀的背景电场的大约束体积。
2003-06-04 quant-ph
Quantization and Asymptotic Behaviour of $ε_{V^{k}}$ Quantum Random Walk on Integers
研究了整数上离散随机游动的一种变体的量子化和渐近行为。这种变体，即$ε_{V^{k}}$行走，具有新颖的特征，它使用许多相同的量子硬币，同时保持特征量子特征，如比经典传播速率快二次方，以及意想不到的分布截止。得到了位置概率分布（pd）的一个弱极限，并研究了此拱正弦渐近分布函数的普适性质。驾驶行走的问题进行了调查，通过量子光学相互作用模型，揭示了鲁棒性的量子特征的步行者的渐近PD，对受激和自发量子噪声的硬币系统。
2005-10-19 quant-ph
Simultaneous near-field and far field spatial quantum correlations in spontaneous parametric down-conversion
我们研究了高增益区多模自发参量下转换中可以观察到的量子涨落的空间相关性。一个随机模型已经解决了数值获得定量的结果超出了固定的平面波泵浦近似。考虑了泵浦光的脉冲形状和系统的其他特性，如空间走离和衍射。它们对空间量子相关的平面波泵浦理论预测的影响进行了研究，无论是近场和远场测量，在I型和II型相位匹配配置。
2003-06-17 quant-ph
Optical lattice quantum simulator for QED in strong external fields: spontaneous pair creation and the Sauter-Schwinger effect
在强电场作用下，真空中自发产生正负电子对，这是狄拉克费米子相对论性能量动量关系的一个壮观表现。量子电动力学（QED）的这一基本预测尚未得到实验证实，因为在足够大的时空体积上产生足够强的电场仍然是一个挑战。令人惊讶的是，遥远的物理学领域可能会帮助我们克服这个困难。在凝聚态物理和固态物理（通常被认为是低能物理的领域）中，人们通常处理准粒子而不是真正的电子和正电子。由于它们的质量间隙通常可以自由调节，因此通过类似索特-施温格效应来创造这些轻准粒子要容易得多。这促使我们提出了一个量子模拟器，其中在双色光晶格中运动的超冷原子的激发代表粒子和反粒子（空穴），满足离散化版本的狄拉克方程以及费米子反对易关系。使用二次量子化的语言，我们能够构建一个模拟的自发对创建，可以实现在（几乎）桌面实验。
2011-09-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous emission and lifetime modification caused by an intense electromagnetic field
我们研究了一个三能级系统（如原子或分子）的时间演化，该系统最初处于激发态，并沐浴在一个调谐到另一个能级跃迁频率的激光场中。的自发发射的特点进行了研究和初始状态的寿命进行了评估：费米“黄金法则”仍然适用，但壳层上的矩阵元素依赖于强度的激光场。通常，寿命是激光强度的递减函数。我们讨论的现象可以被看作是一个“逆”量子芝诺效应，并可以分析的修饰状态。
2000-03-28 quant-ph
Three-dimensional cavity-assisted spontaneous emission as a single-photon source: two cavity modes and Rabi resonance
在色散和吸收介质中的精确量子电动力学的框架内，我们研究了在高质量腔中，当有两个腔模与发射体共振相互作用时，初始处于上态的发射体的发射。特别地，当其中一个模式与发射极跃迁共振并且另一个模式被调谐到等于第一模式的拉比分裂的频率时，观察到拉比共振的效果。
2019-11-15 quant-ph
Quantum Walk on a Line with Two Entangled Particles
我们引入了两个粒子的量子行走的概念，并研究了离散时间行走的情况。具有多个粒子的量子行走可能包含纠缠，从而提供了经典场景中不可用的资源，并且可以呈现有趣的优势。在这项工作中，我们展示了描述每个粒子的硬币自由度的状态之间的纠缠和相对相位将如何影响量子行走的演化。特别是，在行走的$N$步之后，在某个位置找到至少一个粒子的概率，以及两个粒子之间的平均距离，可以大于或小于两个未纠缠粒子的情况，这取决于我们选择的初始条件。然后可以根据我们的需求调整这个资源，特别是基于量子行走来增强给定的应用程序（算法或其他）。实验实现进行了简要讨论。
2004-11-09 quant-ph
Discrete-Time Quantum Walks on Oriented Graphs
在过去的二十年里，对量子漫步的兴趣一直在稳步增长。提出新形式的量子行走仍然是值得的，它们可能会找到实际应用和新的物理行为。在这项工作中，我们定义了离散时间量子行走任意定向图划分成镶嵌图，这是一个不相交的集团，覆盖顶点集的集合。通过使用与镶嵌相关联的邻接矩阵，我们定义了局部酉算子，其乘积是我们的量子行走模型的演化算子。我们引入一个参数，称为alpha，量化的量的方向。我们表明，参数α可以调整，以增加量的量子行走为基础的运输定向图。
2020-04-03 cs.DM quant-ph
Superdiffusive quantum stochastic walk definable of arbitrary directed graph
本文定义了任意有向图上的量子随机游动，并且在线图上具有超扩散传播。我们的模型是基于全球环境相互作用QSW，这是已知的弹道传播。然而，我们发现，在这种情况下，发生额外的振幅转换，因此图形拓扑结构变成道德图。正因为如此，我们称这种效果为自发的道德化。我们提出了一个通用的校正方案，这被证明是删除不必要的过渡，从而保持图的拓扑结构。最后，我们数值计算表明，超扩散传播被保存。因此，我们的新模型可以应用于任意有向图上的有效进化。
2017-07-26 quant-ph
Controlling spontaneous emission of a two-level atom by hyperbolic metamaterials
在量子光学的框架下，我们分析了介电常数张量不定的介质中二能级原子的自发发射特性，其中色散关系的几何形状为椭球或双曲面（双曲介质）。衰减率明确给出了考虑偶极跃迁矩阵元素的方向。结果表明，对于椭球体情况，通过改变矩阵元的方向可以调节耦合到不同模式的光子的强度;对于双曲面情况，发现双曲面介质中的自发发射与介质背景相比可以显著增强。另外，自发发射具有很强的方向性，在渐近线方向上最大。
2012-03-03 physics.optics quant-ph
Generalized quantum-classical correspondence for random walks on graphs
我们引入了一个最小的物理动机的假设，连续时间量子行走的哈密顿H应该满足，以适当地表示在给定的图上的经典随机行走的量子对应。我们发现，这些条件是由无限多个量子哈密顿满足，这为量子增强协议提供了新的自由度，特别是，现场能量，即H的对角元素，和非对角元素的相位在量子侧不受约束。对角元素表示量子行走的势能景观，并且可以通过与经典标量场的相互作用来控制，而对于一般维度的规则晶格，H的非对角相位可以通过与驻留在边缘上的经典规范场的相互作用来调谐，例如，带电步行者的电磁矢量势
2021-04-20 quant-ph
Single-point position and transition defects in continuous time quantum walks
我们提出了一个详细的分析连续时间量子行走（CTQW）的位置和过渡缺陷定义在一个单一的点线。得到了行波和束缚态的解析解，为研究CTQW的动力学提供了有价值的见解。束缚态的数目被发现是严重依赖于缺陷参数，和本地化的概率峰可以很容易地通过投影CTQW波函数上这些束缚态。两个束缚态之间的干扰也观察到在过渡缺陷的情况下。CTQW几率在整个传输线上的分布可以通过改变缺陷的位置和跃迁参数来进行微调，从而为系统的精确量子控制提供了可能。
2015-09-06 quant-ph
Time-Reversal Symmetrization of Spontaneous Emission for High Fidelity Quantum State Transfer
我们展示了控制超导量子比特耦合到腔体的自发发射的能力。发射光子的时域轮廓被成形为对称截断指数。该实验通过耦合到腔体的量子位来实现，其耦合强度可以在数十纳秒内调谐，同时保持恒定的修饰态发射频率。光子波包的对称化将使得能够使用光子作为飞行量子比特，用于在远距离腔中的原子之间传输量子态。
2013-08-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum walks and entanglement in cavity networks
本研究分析由光学腔与二能级原子构成的多部分量子系统中的量子行走与纠缠，考虑损耗与衰变，以环面和莫比乌斯带为例展示方法的通用性及量子模拟应用潜力。
2024-07-13 quant-ph
Generation of entanglement between bright light fields via incoherent spontaneous emission
本文提出在闭合双Λ型四能级原子系统中，利用自发辐射诱导的破坏性量子干涉抵消自发辐射噪声，实现两个明亮泵浦场间近乎完美的纠缠，适用于现实量子信息处理。
2025-05-01 quant-ph
Spatial Pauli-blocking of spontaneous emission in optical lattices
由于泡利不相容原理，如果衰变后的相关终态已经被处于基态的相同原子占据，则激发态费米子原子的自发发射可以被抑制。在这里，我们讨论了一个设置，其中一个原子的第一激发态的光晶格的一个单一的网站上的条件下，非常紧密的捕获。我们在两个实验实现的背景下研究这些现象：（1）碱金属原子，其中激发态的衰减速率很大;（2）碱土类原子，其中亚稳态的衰减速率可以在实验中调节。这一现象在光晶格中的储层工程和耗散多体态制备方面具有潜在的应用。
2011-07-18 quant-ph
Quantum walk on the line with quantum rings
我们提出了一个方案来实现一维量子行走的电子通过一个二维网络的自旋电子半导体量子环。硬币的自由度由电子的自旋表示，而步行者的离散位置对应于网络中一个空间方向上的环的标签。我们假设Rashba型自旋轨道相互作用存在于环中，其强度可以通过外部电场来调节。该装置的几何形状，连同适当的自旋-轨道相互作用强度，确保实现抛硬币（即自旋翻转）和步进算子。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Role of the coin in the spectrum of quantum walks
最基本的量子行走是由一个2维酉抛硬币矩阵来表征的，它可以由4个实变量来参数化。系统地分析了抛硬币矩阵的选择对时间演化算子的影响。通过改变硬币的参数，时间演化算子的本征值的分散性和不对称性可以以受控的方式进行调节。硬币空间中的约化特征向量分布在Bloch球表面或内部的轨道上，这取决于频谱的简并度。在硬币参数的某些值下，时间演化算子的谱变为2重简并，但在每个准能带的顶部和底部可能存在唯一的本征值。对应于这样的本征值的本征态对硬币的偏置参数的任意时间变化是鲁棒的，只要其余的参数保持不变。
2015-01-28 quant-ph
Entanglement entropy distinguishes PT-symmetry and topological phases in a class of non-unitary quantum walks
我们计算了非幺正量子行走中硬币自由度和步行自由度之间的混合纠缠熵。该模型具有联合宇称和时间反演对称性或PT对称性，并支持拓扑相位时，这种对称性是未破缺的本征态。在长时间的渐近分析表明，量子行走可以无限期地维持混合纠缠在不破缺的对称性阶段，即使增益和损失机制。然而，当增益-损耗强度太大时，模型的PT对称性自发破缺，纠缠消失。因此，纠缠熵是一个有效的和强大的参数，用于构建PT对称性和拓扑相图在这个非幺正动力学系统。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable Aharonov-Bohm-like cages for quantum walks
Aharonov-Bohm笼对应于二维紧束缚电子在横向磁场中的极端约束。当每个元胞的无量纲磁通量$f$等于临界值$f_c=1/2$时，相消干涉禁止粒子扩散离开小团簇。相应的能级夹成一组高度简并的离散能级，如$f\to f_c$。我们在这里表明，笼子也发生离散时间量子行走的钻石链或$\mathcal{T}_3$平铺，但需要特定的硬币运营商。相应的准能量与$f$的关系导致Floquet-Hofstadter蝶形在临界通量$f_c$附近显示出箍缩，并且可以从1/2调谐。也可以设计相关笼的空间延伸。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancing entanglement with the generalized elephant quantum walk from localized and delocalized states
最近，它被引入了一个推广的非标准步骤操作名为大象量子行走（EQW）。有了适当的统计分布的步骤，广义EQW（gEQW）可以调整，表现出无数的动态标度行为，从标准扩散到%和超扩散到弹道和超弹道扩散。在本工作中，我们研究了步长的统计特性和初态的离域性对硬币的纠缠熵的影响。我们的结果表明，gEQW产生最大纠缠态的几乎所有的初始硬币状态和硬币运营商考虑初始本地化的步行者和离域的，采取适当的限制，同样的条件是有保证的。与之前所有通过量子阱产生高度纠缠态的协议不同，该模型不受弹道扩散的限制，因此为动态无序量子阱作为可编程设置中的鲁棒最大纠缠发生器的应用开辟了新的前景，其范围从慢于弹道到快于弹道。
2022-09-12 quant-ph
Tuned transition from quantum to classical for macroscopic quantum states
经典世界和量子世界之间的界限已经得到了深入的研究。探索量子概念通过使用特殊制造的元件可以达到多远仍然很吸引人。在这里，我们采用具有由十亿个电子携带的1 $ μ$ A的持续电流的基态的可调谐通量量子比特。通过调整这些状态之间的隧道势垒，我们看到了从量子到经典的交叉。从非平衡态释放，系统表现出自发相干振荡。当隧穿周期接近相位相干时间时，在高势垒下，态的寿命急剧增加，并达到经典状态。
2010-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Computing by Quantum Walk on Quantum Slide
本文提出利用量子滑梯实现通用量子计算，通过外部场产生移动高斯波包，绕开平面波初始态难题，实现Childs方案中的通用门集，且保真度随滑梯长度增加渐近趋于1。
2023-05-10 quant-ph
Orthogonal polynomials, quantum walks and the Prouhet-Tarry-Escott problem
本文研究正加权路径量子游走中的完美状态转移问题，发现其特例等价于Prouhet-Tarry-Escott问题，并证明了满足三项递推关系的正交多项式序列的新结果。
2025-09-12 math.CO math.NT quant-ph
Strongly Cavity-Enhanced Spontaneous Emission from Silicon-Vacancy Centers in Diamond
量子发射器是包括量子通信、量子中继器和线性光学量子计算在内的广泛量子技术的组成部分。固态色心具有长的相干时间和小的非均匀展宽，是可扩展量子光学的理想候选材料。然而，一旦被激发，色心通常通过声子辅助过程衰减，限制了单光子产生和光子介导的纠缠产生的效率。在这里，我们证明了强增强的自发发射率的一个单一的硅空位中心嵌入在一个单片光学腔中的金刚石，达到一个政权的激发态寿命占主导地位的自发发射到腔模式。我们观察到10倍的寿命减少和42倍的发射强度增强时，腔被调谐到共振与一个单一的硅空位中心的光学跃迁，对应于90%的激发态能量衰减发生通过自发发射腔模式。我们还证明了迄今为止最大的耦合强度（$g/2π=4.9\pm0.3 GHz$）和协同性（$C=1.4$）的色心为基础的腔量子电动力学系统，使系统更接近强耦合制度。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum magnetometry using discrete-time quantum walk
本文提出了一种基于离散时间量子游走（DTQW）的量子磁力测量方案，利用多路径干涉和受控动力学估计磁场强度，通过量子Fisher信息等统计工具评估灵敏度，实现0.1皮特斯拉级误差的磁场测量。
2024-03-26 quant-ph
Polarization Entanglement with highly non-degenerate photon pairs enhanced by effective walk-off compensation method
本文针对高度非简并光子对中显著的空间和时间走离问题，提出基于双折射晶体楔的有效补偿方法，并在QEYSSat任务的纠缠光子源中实现，显著提升了符合计数率、光子对产生率和纠缠可见度，为长距离量子通信提供了有前景的光源。
2024-11-19 quant-ph
Directionality and quantum backfire in continuous-time quantum walks from delocalized states: Exact results
Universidade Federal de Uberlândia（Uberlandia联邦大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）
本文研究了从非局域化状态出发的连续时间量子漫步，揭示了方向性传输、量子反冲效应和生存概率的精确特性。
2026-02-09 math-ph math.MP quant-ph
Programmable photonic quantum walks on lattices with cyclic, toroidal, and cylindrical topology
研究利用近期开发的光子平台，通过在倒易空间进行离散采样引入周期性边界条件，在环形、圆柱和环面拓扑格子上实现了可编程量子行走，并展示了局域态和波包动力学及降维映射，为有界Hilbert空间的光学模式变换提供了通用平台。
2025-06-23 physics.optics quant-ph
Alternating quantum-emitter chains: Exceptional-point phase transition, edge state, and quantum walks
本研究揭示交替量子发射体链在长程跳跃极限下的例外点相变，并发现耗散诱导的边缘态及量子行走中的非相干流特征。
2023-05-25 physics.atom-ph quant-ph
Optimal focusing conditions for bright spontaneous parametric down-conversion sources
本文研究SPDC光源耦合入单模光纤的最佳聚焦条件，给出共线与非共线双光子波函数及薄晶体解析结果，并用I型BBO模拟验证光腰比、滤波和横向走离效应。
2023-07-14 quant-ph
A proposal for the experimental detection of CSL induced random walk
连续自发局域化（CSL）是量子测量过程中动态诱导波函数坍缩的一种可能解释。崩溃是介导的随机非线性修改的薛定谔方程。CSL机制的一个后果是能量-动量守恒的极小违反，原则上可以在实验室中通过随机坍缩机制引起的粒子的随机扩散来检测。在2003年的一篇论文中，Collett和Pearle研究了球体的平移CSL扩散和圆盘的旋转CSL扩散，并表明这种效应在低温和极低压力（约为万分之一皮托）的环境噪声中占主导地位。在本文中，我们重新审视了他们的分析，并认为这种严格的压力条件可以放松，CSL效应可以在大约一个皮托的压力。一个类似的分析是由重力引起的退相干，其中的效果通常比CSL弱得多的扩散。我们还讨论了CSL诱导的量子振子的随机位移。最后，我们提出了可能的实验装置证明CSL扩散确实是可测量的，与目前的技术。
2014-09-29 quant-ph
Non-unitary enhanced transfer efficiency in quantum walk search on complex networks
本文通过在搜索图中添加陷阱顶点，研究混合经典-量子游走的传输效率，发现非酉动力学可增强或降低传输，取决于拓扑和参数，并关联熵衰减率。
2025-10-17 cs.DS quant-ph
Local diagnostics for strong-to-weak spontaneous symmetry breaking and non-equilibrium phase transitions
Harvard University（哈佛大学）
本文构建了强Z2对称局域马尔可夫/林德布拉德动力学，展示了强顺磁行为与强到弱自发对称性破缺之间的转变，并引入了一种基于边际保真度关联函数的模型无关诊断方法。
2026-05-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Mobility edges in pseudo-unitary quasiperiodic quantum walks
Heinrich Heine Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫大学）；FernUniversität in Hagen（哈根综合大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究通过Floquet准晶体模拟均匀磁场中电子运动，发现金属与绝缘相之间的新型运动边，并首次观察到离散时间特有的二次相变，揭示了谱性质与拓扑特性。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
