Stabilizing quantum metastable states in a time-periodic potential
用Floquet方法研究了势阱中粒子的亚稳性。结果表明，振荡的障碍，导致系统的衰减速度一般。然而，可以避免亚稳态的交叉，其中较不稳定的状态交叉到较稳定的状态。如果在静态阱中存在束缚态，则有可能通过递增势垒的振荡频率来稳定亚稳态，使得不稳定态最终交叉到稳定的束缚态。研究还发现，增加振荡场的振幅可以将态的直接交叉变为避免交叉。
2005-05-01 quant-ph
Entanglement signatures for quantum synchronization with single-ion phonon laser
本研究针对受外驱动的单离子声子激光器，探究其量子同步的纠缠特性，发现稳态纠缠最大值位于同步-非同步无噪声边界附近，纠缠后期动力学体现频率牵引且与刘维尔例外点相关，该结论可拓展至量子同步及相关应用。
2024-04-12 quant-ph
Quantum Coherence in a Single Ion due to strong Excitation of a metastable Transition
我们考虑泵浦-探测光谱的一个高度亚稳态（探测）的时钟跃迁，这是通过使用量子跳跃技术监测的单个离子。对于弱时钟激光，我们得到了著名的Autler-Townes分裂。对于更强的功率的时钟激光器，我们证明了过渡到一个新的制度。这两个政权的区别是过渡的两个复杂的本征值，以纯粹的虚数，可以是非常不同的幅度。跃迁由时钟激光器的功率控制。对于泵浦共振，我们提出了简单的解析表达式为各种线宽和线的位置。
2000-10-05 quant-ph
Improving quantum-battery charging via unidirectional quantum jumps to metastable state
Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究针对量子电池充电中量子跃迁致能量耗散的问题，提出Λ型三能级原子构成的量子电池，通过限制自发跃迁方向使量子跃迁发挥建设性作用，实现高效充电、能量可提取及缩短充电时长。
2026-08-10 quant-ph
Exactly-solved model of light-scattering errors in quantum simulations with metastable trapped-ion qubits
本文推广 Foss-Feig 等人的光散射模型以纳入量子比特流形外泄漏，并精确分析其对 $^{40}$Ca$^+$ 亚稳态囚禁离子量子模拟的影响。
2024-09-09 quant-ph
Emergence of metastable pointer states basis in non-Markovian quantum dynamics
我们研究了两个量子比特之间的经典和量子关联的动力学。每个量子位由一对嵌入硅衬底中的磷杂质实现。影响这些类型的量子位的主要退相干机制是由磷杂质与硅晶格的声学振动的耦合提供的。我们发现，依赖于衬底的温度和初始状态，可以发现三种不同的动力学。这些特征在于在经典和量子关联的突变的数量。我们还表明，相关性不会消失。此外，在经典关联达到一个恒定值之前，它们可能会经历与亚稳态指针态基的出现相关的连续突变。然后，当建立优选基时，经典相关性达到恒定值。
2014-09-30 quant-ph
Metastable discrete time-crystal resonances in a dissipative central spin system
考虑了中心自旋周期性地复位到基态的中心自旋系统的非平衡行为。在这种有效耗散动力学下的量子力学演化由离散时间量子映射描述。尽管它的简单性，这个问题显示出令人惊讶的复杂的动力学特征。特别是，我们确定了几个亚稳态的时间晶体共振。在这里，系统不会迅速松弛到稳态，而是经历长寿命的振荡，其周期是重置周期的整数倍。在这些共振的演化成为限制在一个低维的状态空间内，系统进行周期性运动。推广了开放量子系统中的亚稳理论，我们发展了一个有效的描述，这个长寿的亚稳子空间内的演化，并表明，在长的时间限制的非平衡定态的接近。我们的研究与耗散量子多体演化的“预热”阶段有关的紧急集体行为的及时问题有关，并可能与量子同步现象建立有趣的联系。
2022-05-23 quant-ph
Stable and metastable freezing of classical correlations in qutrits
本文研究了耦合到独立储层的二组系统中的量子关联和经典关联的动力学。特别是，我们解决了马尔可夫和非马尔可夫制度的动力学的差异，并表明，对于特定的初始状态，经典的相关性表现出沿动态的突然变化。当经典关联在给定时间冻结到某个值时，会发生一个特定的突然变化，揭示出指针状态基础的幻影。在这个给定的时间之后，退相干只影响量子关联。在这里，我们确定了两个制度的退相干动力学：一个混合制度时，经典和量子相关衰减和量子制度时，只有量子相关衰减。我们发现，冻结的经典相关性可以是稳定的或亚稳定的系统水库参数。在长时间的限制，我们发现系统定居点的指针状态的基础上，从而为经典和量子相关的解析表达式。
2017-05-01 quant-ph
Stabilizing quantum metastable states in a time-periodic potential
在这个演讲中，我们提出了一个模型来演示如何使用时间周期势来操纵系统的量子亚稳性。本文利用Floquet方法研究了势阱中具有周期性振荡势垒的粒子的亚稳态。结果表明，振荡的障碍，导致系统的衰减速度一般。然而，可以避免亚稳态的交叉，其中较不稳定的状态交叉到较稳定的状态。如果在静态阱中存在束缚态，则有可能通过递增势垒的振荡频率来稳定亚稳态，使得不稳定态最终交叉到稳定的束缚态。研究还发现，增加振荡场的振幅可以将态的直接交叉变为避免交叉。因此，人们可以通过组合振荡势垒的频率和振幅的绝热变化来操纵量子势中不同状态的稳定性。
2007-10-11 quant-ph
Stabilization of quantum metastable states by dissipation
通常，在耗散存在的情况下，量子涨落增强了从亚稳态的逃逸。在这里，我们表明，耗散可以提高量子亚稳态系统的稳定性，由一个粒子在一个强不对称的双阱势，与热浴相互作用。我们发现，从亚稳态的逃逸时间与系统-浴耦合和温度有非单调的行为，产生稳定的效果。
2015-03-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on ``Creating Metastable Schroedinger Cat States''
在仔细分析了最近由Slosser和Milburn [Phys. Rev. Lett. 75，418（1995）]，我们得出的结论是-在现实条件下-他们的方案在产生宏观可区分的量子态的线性叠加方面并不比通常的量子光学克尔效应有效得多。
1996-07-31 quant-ph
Correlations transference and apparition of a metastable decoherence-free subspace in dissipative reservoirs
研究了双模量子场与环境耦合系统中关联的动力学性质。量子场对应于两个纠缠相干态，其振幅我们变化到介观状态。我们发现，在退相干的发病下，在量子场的相关性并没有丢失，但转移到环境中。我们还发现，随着相干态振幅的变化，退相干区会出现突变。增大纠缠相干态的振幅，在量子场子系统中出现一个亚稳态的无消相干子空间，经典关联的传递被冻结。这个子空间只存在于取决于光子平均数的时间间隔内。有趣的是，水库子系统也经历了DFS的出现。当DFS存在时，只有量子相关性被转移。
2021-01-05 quant-ph
Error recovery protocols within metastable Decoherence-Free Subspaces
本研究利用开放量子系统中的亚稳态无退相干子空间作为被动纠错码空间，提出错误恢复协议，并分析其在两量子比特和Kerr谐振器模型中的能力与局限。
2025-06-24 quant-ph
Injection locking of Rydberg dissipative time crystals
本文通过射频电场实现了里德伯耗散时间晶体的注入锁定，展示了超越临界阈值后的完全同步及线性锁定带宽，为量子时间有序性的稳定与控制提供了新方法。
2025-04-22 quant-ph
Switching Dynamics of Metastable Open Quantum Systems
Nanjing University（南京大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究介稳开放量子系统中切换动力学与量子介稳性的联系，通过大偏差原理、谱分解和量子跃迁模拟揭示噪声诱导介稳性和确定性介稳性的区别，发现切换率遵循阿伦尼乌斯定律，为强相互作用耗散量子系统松弛过程提供新见解。
2025-05-08 quant-ph
Multipartite quantum synchronization in driven-dissipative spin networks
Indian Institute of Technology Ropar（印度技术学院罗帕尔分校）
提出基于Husimi-Q相空间分布的量子同步度量，通过两体和三体残差揭示驱动耗散量子Rabi网络中集体相位同步的非对偶性。
2026-10-14 quant-ph
Unravelling Metastable Markovian Open Quantum Systems
本文通过将平均动力学拆解为随机轨迹分析马尔可夫开放量子系统的亚稳态，并借助三态与双量子比特量子重置模型揭示经典及无退相干子空间型亚稳机制。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum reflection and dwell times of metastable states
在隧道中使用的相位和停留时间的概念被扩展到量子碰撞，导出散射中的相位和停留时间延迟之间的关系。这种关系可以用来消除Wigner-Eisenbud延迟时间中的近阈值s波奇异性，并且相当于将量子反射的概念扩展到强相互作用。停留时间延迟作为给出所有能量下亚稳态态密度的正确行为的量出现。最近发现的介核亚稳态的研究证实了这一事实。
2007-11-26 nucl-th quant-ph
Collective-dissipation-induced dark and metastable-like states for enhanced quantum battery performance
Abdelmalek Essaadi University（阿卜杜勒马利克·埃萨迪大学）；Mohammed VI Polytechnic University (UM6P)（穆罕默德六世理工大学）；Koç University（库奇大学）；TÜBITAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBEA)（土耳其科学技术研究基金会基础科学研究院）
该研究以横向场伊辛模型描述开放量子电池，发现集体耗散可产生对称保护暗态与类亚稳态，能提升功值和充电功率，反铁磁构型因受保护子空间位置优势表现更优，为优化量子电池性能提供了关键资源。
2026-08-11 quant-ph
Critical exponents in metastable decay via quantum activation
我们考虑量子振子的受迫振动的亚稳态在分岔点附近的衰减，在分岔点处耗散变得有效地强。我们表明，衰变发生在一个有效的障碍，通过量子激活。衰减概率$W$与到分叉点的距离$η$成比例，为$|\ln W|\propto η^ξ$。指数$ξ$被发现的谐振驱动振荡器和振荡器调制在近两倍的本征频率。
2006-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Metastable Kitaev Spin Liquids in Isotropic Quantum Heisenberg Magnets
本研究发现各向同性海森堡磁体中可涌现亚稳态Kitaev自旋液体，通过引入哈密顿量对称分解方法构建奇异亚稳态相，为现实系统中的量子计算开辟了新可能。
2023-09-13 cond-mat.str-el quant-ph
Rare quantum metastable states in the strongly dispersive Jaynes-Cummings oscillator
我们提出的证据，亚稳态罕见的量子涨落开关的驱动耗散Jaynes-Cummings振荡器耦合到一个零温浴在强色散制度。我们发现，单原子复振幅双稳态伴随着低振幅长寿命的瞬态，以下称为“暗态”，具有准泊松统计分布的耦合量子位和腔模式的外观。我们发现暗态与量子比特态的自发翻转有关，使腔失谐到低光子响应。暗态的出现与色散双稳中两个亚稳态的参与有关，主方程和单量子轨道的解证明了这一点。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
$\textit{omg}$ Blueprint for trapped ion quantum computing with metastable states
量子计算机，就像它们的经典同行一样，可能会受益于灵活的量子比特编码，可以匹配不同的任务。对于捕获离子量子处理器，访问多个编码的常见方式是使用多个共同捕获的原子种类。在这里，我们概述了一种替代方法，允许灵活的编码能力，通过使用长寿命的亚稳态作为一个有效的，可编程的第二物种在单物种系统。我们描述了一套额外的捕获离子原语需要启用此协议，并表明它们是兼容的大规模系统，已经在运行。
2021-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Low-Power Cross-Phase Modulation in a Metastable Xenon-Filled Cavity for Quantum Information Applications
单光子弱非线性在量子计算和量子信息中有着广泛的应用。在这里，我们展示了一个相对简单的系统，用于产生低功率交叉相位调制使用亚稳态氙内的高精细度腔。使用惰性气体如氙气消除了使用碱金属蒸气如铷时可能发生的高精细度反射镜的污染。交叉相移5毫拉德与4.5 fJ的控制脉冲进行了演示。主方程的数值解与实验结果吻合得很好，他们预测，交叉相移大于1毫拉德每个控制光子应该可以通过减少腔的大小。
2015-11-25 physics.atom-ph quant-ph
Classes of metastable Thermodynamic Quantum Time Crystals
我们发现，热力学量子时间晶体费米系统，定义为量子订单周期性振荡的虚松原时间与零均值，是亚稳态的两个一般类的解决方案。平均场时间独立的解决方案被证明具有较低的自由能，表现出真正的热力学平衡与单个或多个（竞争）电荷，自旋和超导对称性破缺订单。对动量空间中费米子与电子-空穴通道和库珀通道的长程相互作用，用解析方法证明了“不通过”定理。
2019-08-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Feasibility of single-photon cross-phase modulation using metastable xenon in a high finesse cavity
单光子水平的交叉相位调制在量子光学中有着广泛的应用，包括产生宏观纠缠态。本文描述了一种在高精细度腔中利用亚稳氙产生单光子水平弱交叉相位调制的实用方法。我们估计可实现的相移，并给出了一个简短的更新，其实现的实验进展。通过直接的微扰理论计算和数值矩阵对角化方法预测了约20毫弧度的单光子交叉相位调制。
2014-12-05 quant-ph
Long-lived metastable-qubit memory
本研究针对量子信息相干存储需求，利用同种类离子协同冷却与擦除错误监测，在单个$^{137}$Ba$^+$离子亚稳态$5D_{5/2}$中实现136(42)秒相干时间的量子比特编码，验证了亚稳态量子比特的架构优势与退相位主导误差的特性。
2024-08-18 physics.atom-ph quant-ph
Cooperation and Competition in Synchronous Open Quantum Systems
本文研究量子系统中外部驱动牵引与相互耦合两种同步机制的合作竞争关系，通过集体驱动简并量子热机实验，揭示其与工作模式、简并能级数量的关联及热力学极限下的主导机制，拓展了量子同步的研究维度。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Cryptographic encryption scheme for solving the trusted courier problem based on metastable excited nuclei
量子密码学使得将短共享密钥（例如256位[1]）扩展为任意长共享密钥成为可能。量子密码学的新颖之处在于，每当间谍试图窃听通信时，他都会对消息的传输造成干扰。最终，这种不可避免的干扰是海森堡的不确定原理的结果，它限制了互补观测量的联合知识。现在，一个问题仍然存在：为了初始化量子密钥分发，Alice和Bob需要共享短的共享密钥，以便能够明确地识别彼此。因此，需要一个可靠的信使。受量子密码学的启发，我们提出了一种解决可信信使问题的方法。这个想法是将Alice发送给Bob的密钥编码到不稳定的原子核中，这样消息只有在信使将其传递给Bob之后才能显示。在这种方法中，我们用另一种不确定性来代替海森堡不确定性，这种不确定性表征了不稳定核衰变时间的知识。正如我们将展示的，即使在我们不信任携带密钥的信使的情况下，该方案也可以刷新密钥。
2009-10-16 quant-ph
Quantum Smoluchowski equation: Escape from a metastable state
我们用一个真实的概率分布函数建立了一个量子Smoluchowski方程来描述任意温度下大摩擦极限下位形空间中的量子布朗运动，并在一个统一的方案中导出了势垒穿越和隧穿的速率.本文的方法不依赖于路径积分形式，而是基于正则量子化过程。
2002-05-24 cond-mat cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Quantum coherence and population trapping in three-photon processes
本文研究了当电子能级与三个激光场耦合成$N$型能级结构时，单个紧束缚原子的光谱性质，从而使$Λ$型能级系统弱耦合到亚稳态.我们发现，依赖于激光频率的响应，可以从相干布居捕获在双光子共振到新颖的行为在三光子共振，其中的亚稳态可以得到几乎在很宽的参数范围内的单位占领。对于某些参数制度的系统之间自发切换耗散和相干动力学在长时间尺度。
2006-09-22 quant-ph
Bose-Einstein condensate of metastable helium for quantum correlation experiments
报道了亚稳态氦-4的玻色-爱因斯坦凝聚的实现。在一种新型的脉冲管低温恒温器源中，氦被激发到其亚稳态后，原子束被准直和减速。然后，我们在磁光阱中捕获几个10^8原子。对于随后的蒸发冷却，原子被转移到磁阱中。简并通常是用几个10^6原子实现的。为了探测高分辨率的原子关联，安装了超快延迟线探测器。该探测器由四个象限组成，具有独立的读出电子器件，可以真正同时检测原子，特别适合需要检测相关子系统的量子相关实验。我们希望我们的设置，以允许直接演示动量纠缠的情况下，相当于爱因斯坦-波多尔斯基-罗森gedanken实验。这将为利用量子关联特性的物质波实验铺平道路。
2015-01-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High-precision spectroscopy of the forbidden 2 3S1 - 2 1P1 transition in quantum degenerate metastable helium
我们测量了处于光偶极阱中的亚稳He-4原子量子简并气体在887 nm处的23 S1 - 21 P1禁戒跃迁。测得跃迁频率为338 133 594.4（0.5）MHz，由此得到2 1 P1态的电离能为814 709 148.6（0.5）MHz。这个电离能与可用的最精确的量子电动力学（QED）计算不一致> 3 σ。我们的测量还提供了一个新的确定的寿命的2 1 P1状态的0.551（0.004）统计（+0.013，-0.000）系统，这是最准确的测定日期和理论非常符合。
2014-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum memory as a perpetuum mobile? Stability v.s. reversibility of information processing
有人认为，使用Gedanken实验，一个可扩展的量子存储器可以被用作第二类的永久移动，因此不能在自然界中实现。推理是基于这样的假设，即朗道测量原理是热力学第二定律的结果，而不是一个独立的假设。这意味着修改的兰道尔的原则时，适用于歧视的平衡（亚稳）状态。虽然亚稳态的识别可以以无限低的成本完成，但是这种状态的改变涉及与其稳定因子成比例的能量耗散。
2012-08-13 quant-ph
Quantum instanton theory for metastable collective spin systems
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
研究亚稳集体自旋系统，通过量子准概率动力学方法揭示大自旋极限下的稳态和弛豫率渐进行为，改进传统 semiclassical 方法。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum-State Controlled Penning Ionization Reactions between Ultracold Alkali and Metastable Helium Atoms
在一个超冷的，光学捕获的混合物的$^{87}$ Rb和亚稳的三重态$^4$ He原子，我们研究了陷阱损失不同的自旋态组合，其中种间潘宁电离是主要的两体损失过程。我们观察到长的捕获寿命的纯四重态的自旋状态组合，表明强烈抑制潘宁电离损失至少两个数量级。对于其他自旋混合物，我们观察到短的寿命，线性依赖于入口通道的双重字符。我们比较提取的损失率系数与最近的预测多通道量子亏损理论的反应碰撞，涉及一个强放热损失通道，并发现近普遍的双重散射损失。我们的工作表明，控制反应碰撞的内部原子状态的准备。
2016-11-06 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamical quantum phase transition, metastable state, and dimensionality reduction: Krylov analysis of fully connected spin models
本文利用Krylov子空间方法研究全连接自旋模型的淬火动力学，揭示了生存概率的动力学奇异性、亚稳态对长时间行为的影响以及经典极限下的态空间维度约化。
2025-08-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Genuine quantum signatures in synchronization of anharmonic self-oscillators
研究了具有克尔非谐性的范德波尔自振子与外驱动的同步。我们证明了量子振子的非谐、离散能谱导致了在相应的经典系统中不存在的锁相和频率夹带的多重共振。强驱动接近这些共振导致非经典稳态维格纳分布。这些真正的量子签名的实验实现可以用当前的技术来实现。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental quantum channel discrimination using metastable states of a trapped ion
本研究利用单个囚禁$^{40}\ ext{Ca}^{+}$离子的6维$\ ext{D}_{5/2}$亚稳态空间，实现了三种经典通信编码对应量子信道的非歧义单次区分，准确率超99%，突破了经典重复查询方式的局限。
2023-11-06 physics.atom-ph quant-ph
Metastability in an open quantum Ising model
我们将最近发展起来的开放量子系统亚稳态理论应用于一维耗散量子伊辛模型。早期的研究结果表明，该模型的特点是非平衡相变或平滑但尖锐的交叉，其中的固定状态从顺磁铁磁的变化，伴随着强烈的间歇性发射动力学特性的一阶动力学阶段之间的共存。我们表明，对于接近这个过渡/交叉点的参数范围内的有限系统的动态显示明显的亚稳定性，即，在最终弛豫到真正的稳定状态之前，系统首先弛豫到长寿命的亚稳态。从量子主算子的光谱性质，我们将低维流形的亚稳态，这是两个，顺磁和铁磁，亚稳态相的概率混合物。我们还表明，在很长一段时间的动态可以近似由一个经典的随机动力学之间的亚稳态阶段，这是直接相关的量子轨迹中观察到的间歇性动力学，从而动力学阶段。
2016-07-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherent control of quantum states by quadratically chirped short laser pulses
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利科学院维格纳物理研究中心）；Yerevan State University（埃里温国立大学）
本文提出利用二次啁啾宽带激光脉冲，在 lambda 型量子系统中通过缀饰态分析与数值模拟实现亚稳态布居相干操控和任意相干叠加态的稳健制备。
2025-11-07 physics.optics quant-ph
Driven generalized quantum Rayleigh-van der Pol oscillators: Phase localization and spectral response
本文研究了经典驱动的广义量子 Rayleigh-van der Pol 振荡器，通过主方程分析了破坏对称性的非线性耗散项对系统长时间动力学的影响，发现存在显著相位局域化但无频率牵引的参数空间，揭示了量子体系中同步缺失及 Arnold tongue 不对称性等现象。
2024-01-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Towards a theory of metastability in open quantum dynamics
通过从经典随机动力学中推广概念，我们建立了马尔可夫开放量子系统亚稳态理论的基础。部分弛豫到长寿命的亚稳态-不同于渐近稳定态-是由于动力学发生器的频谱分裂而导致的时间尺度分离的表现。我们在这里展示了如何利用这种谱结构，以获得低维近似动力学运动的亚稳态构造从低躺的特征矩阵的生成器的流形。我们认为亚稳流形一般由不相交态、无噪声子系统和无消相干子空间组成。
2016-06-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Energy barriers between metastable states in first order quantum phase transitions
在光晶格中俘获的中性原子与光腔场色散耦合，可以实现无限程相互作用下的玻色-哈伯德模型的变形。该模型表现出莫特绝缘体和电荷密度波之间的一阶量子相变，偶点和奇点之间的自发对称性破缺，如最近实验观察到的[Landig \emph{et. al.}，Nature { \bf 532}（2016）]。在本文中，我们使用变分模型，使我们能够建立的概念，分离的两个阶段的能量障碍的这种转变的分析方法。使用离散的WKB方法，我们然后表明，相邻站点之间的原子的本地隧道降低了这个能垒，从而促进过渡。在我们的简化描述中，我们因此能够增加模型的相图，其中包含关于将亚稳态最小值与每个阶段中的全局最小值分开的屏障的高度的信息，这是理解由量子临界点上的淬火引起的重构动力学的一个重要方面。
2018-02-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Engineering magnetically insensitive qubits in metastable electronic D-states of trapped ions
IonQ, Inc.（IonQ公司）；Joint Quantum Institute and Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学联合量子研究所与物理系）；Infleqtion, Inc.（Infleqtion公司）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Keysight Technologies（是德科技）；Duke Quantum Center, Department of Electrical and Computer Engineering and Department of Physics, Duke University（杜克大学电气与计算机工程系、物理系及杜克量子中心）
本文通过实验在138Ba+原子的D_3/2能级中合成磁绝缘量子比特态，实现了相干操作，并展示了量子比特相干时间提升3倍，为量子计算和网络应用奠定基础。
2026-04-18 physics.atom-ph quant-ph
Nuclear spin squeezing by continuous quantum non-demolition measurement: a theoretical study
我们提出利用基态氦3核自旋与环境的弱耦合，在室温气室中产生长寿命的宏观量子态，即核自旋压缩态.为了对极化集体核自旋的横向分量进行量子非破坏测量，我们在氦-3亚稳态中维持一个粒子数，并进行放电。与$F=1/2$亚稳能级相关的集体自旋通过亚稳交换碰撞与基态自旋杂交。为了获得核自旋涨落，人们连续测量从光学腔泄漏出来的光，在那里它与亚稳态集体自旋色散地相互作用。在三个耦合集体自旋模型（核、亚稳和Stokes模型）中，计算了时间平均光信号条件下核自旋压缩分量$I_z$的矩。在光子计数方案中，压缩的可观测量是$I_z^2$而不是$I_z$。在零差检测方案中，我们以测量为条件求解系统状态的随机方程; $I_z$的条件期望值线性地依赖于信号，而$I_z$的条件方差不依赖于信号。条件方差随着$(Γ_{\rm sq}t)^{-1}$而减小，其中，在弱原子时，压缩率$Γ_{\rm sq}$与腔中的光强成线性关系。场耦合和饱和在强耦合到基态亚稳交换有效率，成比例的亚稳原子密度。包括去激发的亚稳原子在墙壁上，诱导核自旋退相干与有效率$γ_α$，我们发现一个限制$\propto(γ_α/Γ_{\rm sq})^{1/2}$的条件方差达到一个时间$\propto(γ_αΓ_{\rm sq})^{-1/2}$。
2021-04-16 physics.atom-ph quant-ph
High-fidelity gates with mid-circuit erasure conversion in a metastable neutral atom qubit
本研究利用¹⁷¹Yb亚稳态核自旋构建新型中性原子量子比特，实现高保真单双量子比特门，且可通过电路中间检测将部分门误差转化为擦除错误，为容错量子计算提供了有潜力的新平台。
2023-05-09 physics.atom-ph quant-ph
Quantum synchronization of two Van der Pol oscillators
本文研究了量子体系中两个耗散耦合范德波尔振子的同步。由于量子噪声，严格的频率锁定是不存在的，取而代之的是从弱到强的频率夹带交叉。讨论了单量子范德波尔振子在外加驱动下的行为差异。此外，我们描述了一个可能的实验实现的两个耦合的量子范德波尔振荡器在光学机械设置。
2014-06-27 cond-mat.mes-hall nlin.AO quant-ph
Theory of classical metastability in open quantum systems
本文提出了开放量子系统中经典亚稳态的一般理论。亚稳态是动力学中时间尺度的大分离的结果，导致系统状态出现静止状态时存在一种状态，然后在更大的时间内最终松弛到真正的静止状态。在这项工作中，我们专注于经典亚稳态的出现，即，当具有时间尺度分离的开放量子系统的亚稳态可以近似为有限数量的状态的概率混合时。我们发现，一些经典的功能遵循这种近似，为流形的亚稳态，它们之间的长时间动态，和对称性的动态。也就是说，这些状态近似不相交，从而发挥亚稳相的作用，向稳态的弛豫近似由它们之间的经典随机动力学，弱对称性对应于它们的排列。重要的是，经典动力学不仅在平均水平上观察到，而且在单个量子轨迹的水平上观察到：我们表明，时间粗粒度的连续测量记录可以被视为噪声经典轨迹，而它们的统计数据可以近似为经典动力学的统计数据。其中，这解释了一阶动力学相变是如何从亚稳态中产生的。最后，为了验证在一个给定的开放量子系统的经典亚稳性的存在下，我们开发了一个有效的数值方法，提供了一套亚稳相连同有效的经典动力学。由于接近一阶耗散相变表现为亚稳性，在这项工作中引入的理论和工具可以用来调查这样的过渡，通过亚稳行为的多体系统的中等大小的数字访问。
2021-07-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Markov State Models for Metastable Dynamics
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对开放量子系统长时间动力学中仅少数慢自由度起主导作用的现象，构建量子马尔可夫态模型，在包含经典扇区和量子矩阵块的小物理态空间上描述存留信息及其演化，实现精确压缩与重构，并给出最优误差界，用于预测亚稳态动力学。
2026-10-06 math-ph math.FA math.MP
Quantum instanton approach to metastable collective spin systems: Numerical implementation and applications
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）；University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文开发了量子瞬子框架的数值实现，将其应用于两类集体自旋系统，预测了切换率等关键物理量，验证了框架对含集体与局域耗散的实验相关系统的适用性。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Stable and Metastable Kinetic Ferromagnetism on a Ring
执行一个精确的对角化的有效自旋问题，铁磁基态的动力学起源示出出现在一个系统的$N$强关联电子的$L$ -网站环（$L > N$）。这种现象是由量子项链统计引起的，量子项链统计起源于无双占据约束，导致分数移动电子动量量子化。由于这种特殊的能级分布，动力学铁磁性仅对$N=3$是稳定的。对于奇数$N>3$，全极化FM态能量仅为局部最小值，但其受到抑制一个自旋翻转过程的有限能量势垒的保护。亚稳铁磁状态生存的小幅度的扰动打开了一个可能性，通过适当的调谐的interdot隧道振幅在目前可用的量子点阵列实验观察。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
A Dual Metastable-State Encoding Architecture for Quantum Processing with $^{171}\mathrm{Yb}$ Atom Arrays
University of Michigan（密歇根大学）
提出一种利用$^{171}\mathrm{Yb}$原子两个亚稳态能级（$^3\mathrm{P}_0$和$^3\mathrm{P}_2$）的双量子比特编码架构，实现存储与快速操作分离，支持中间电路测量和容错量子计算。
2026-06-07 physics.atom-ph quant-ph
State-dependent lattices for quantum computing with alkaline-earth-metal atoms
最近碱土原子的实验进展为量子计算方案打开了大门，在该方案中，量子比特被编码在长寿命的核自旋态中，并且这些物种的亚稳态电子态被用于操纵和读出量子比特。在这里，我们将讨论这些方案的一个变体，其中门操作在核自旋相关的光晶格中进行，通过近共振耦合到亚稳态激发态形成。这提供了对先前方案的替代方案[A]。J. Daley，M. M. Boyd，J.Ye和P.Zoller，Phys.Rev.Lett 101，170504（2008）]，其涉及用于不同电子状态的独立晶格。在前面的情况下，我们展示了如何现有的想法与碱原子的量子计算，如通过受控碰撞纠缠可以从重要的技术限制。我们还提供了有关使用亚稳态的碰撞损失通过有损封锁机制执行门操作的更多详细信息。
2011-02-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
