Open quantum dynamics with variational non-Gaussian states and the truncated Wigner approximation
本文提出将变分非高斯态与量子轨迹方法结合，用于模拟自旋-玻色子系统的开放动力学，并与截断Wigner近似进行基准测试，确定了各自适用区间及改进策略。
2024-11-13 cond-mat.quant-gas physics.chem-ph quant-ph
Cluster Truncated Wigner Approximation in Strongly Interacting Systems
我们提出了一个一般的方法，通过该方法，线性量子哈密顿动力学指数多自由度的自由度（相空间维数）的数量在系统大小的多项式缩放的近似经典非线性动力学取代。该方法是基于截断维格纳近似（TWA）的推广到一个更高的维相空间，其中相空间变量与一组完整的量子运营商跨越有限大小的集群。该方法变得渐近准确的集群规模的增加。TWA的关键特征是波动的初始条件，我们近似为高斯分布。我们发现，这种波动大大提高了TWA的精度比传统的集群平均场近似。这样，我们就可以平等地处理量子涨落和热涨落，计算纠缠和各种等时和不等时的关联函数。该方法的主要限制是相空间维数与簇大小的指数缩放，这可以通过使用Schwinger玻色子的语言显着降低，并且可以通过截断局部希尔伯特空间变量来进一步降低。我们证明了这种方法的权力，分析动力学在各种自旋链与无障碍，并表明，我们可以捕捉到这样的现象，如长时间的流体动力学弛豫，多体局域化和弹道传播的纠缠。
2018-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of the Mott Insulator to Superfluid quantum phase transition in the truncated Wigner approximation
研究了玻色-哈伯德模型中从莫特绝缘体态到超流态的量子相变。我们在截断维格纳近似下研究了一维、二维和三维晶格。我们计算动能和势能，结果表明它们具有幂律行为，作为跃迁速率的函数，幂等于1/3。这同样适用于具有谐波陷阱的系统中的总能量，谐波陷阱通常存在于实验装置中。这些观察结果与[8]的实验一致，在[8]中也观察到这种标度，并且衰变的功率在数值上接近1/3。结果证实了Kibble-Zurek（绝热脉冲绝热近似）的情况下，这种转变。
2013-01-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quenches near criticality of the quantum Ising chain---power and limitations of the discrete truncated Wigner approximation
半经典离散截断Wigner近似（dTWA）是最近提出的一种模拟自旋- $1/2$系统的方法。虽然它似乎提供了一个强大的方法，在更高的维度和长程相互作用的系统中显示出有希望的结果，但它的性能仍然没有得到很好的理解。在这里，我们执行一个系统的基准上的一维横向场伊辛模型和点的限制后，突然淬火到量子临界制度的近似。我们的程序允许识别半经典模拟的局限性，并确定量子模拟器可以提供半经典无法获得的信息的制度和问题。
2018-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-ph
Discrete truncated Wigner approach to dynamical phase transitions in Ising models after a quantum quench
利用离散截断Wigner近似研究了横场伊辛模型在量子猝灭后的稳态动力学相变。从一个完全极化的铁磁初始条件开始，这些过渡分离的相位与非零磁化沿有序方向从一个对称的相位时，增加横向场。我们考虑两个典型情况，一个是具有幂律相互作用的一维远程模型，$\propto 1/r^α$作为距离的函数进行代数衰减，$r$和一个具有短程最近邻相互作用的二维系统。在前一种情况下，我们确定动态相变为$α\lesssim 2$，我们提取的临界指数从数据崩溃的稳态磁化高达1200晶格位点。我们发现相同的指数为$α\lesssim 0.5$，这表明在这个政权的动态过渡属于同一个普适类的非遍历平均场极限。二维伊辛模型被认为是热化的，我们也证实了小系统尺寸的精确对角化。因此，动力学转变预计将对应于热相变，这是一致的，我们的数据相比，平衡量子蒙特卡罗模拟。我们进一步测试的离散截断维格纳近似的准确性，通过比较对数值精确的方法，如精确对角化，张量网络以及人工神经网络状态，我们发现很好的定量协议上可访问的时间尺度。最后，我们的工作提供了一个额外的贡献的范围和限制的定性和定量的离散截断维格纳近似的适用性的理解。
2020-07-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Path integral approach to the truncated Wigner approximation of driven-dissipative spins
Universität Tübingen（蒂宾根大学）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
研究驱动耗散自旋截断维格纳近似，利用连续SU(2)相空间为相互作用开放自旋 - 1/2系统建立路径积分公式，通过正确映射算符乘积到弯曲相空间得出随机方程，为TWA提供统一场论基础及扩展起点。
2026-07-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Fractional quantum Hall physics with ultracold Rydberg gases in artificial gauge fields
本文研究了分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FWHH）体系中人工规范场作用下的超冷里德伯缀饰玻色气体。里德伯相互作用的特性在最低朗道能级（LLL）上产生了不同于标准的量子化学物理的有趣的多体基态。非本地的，但迅速减少的相互作用势有利于结晶基态非常稀的系统。虽然简单的维格纳晶体在能量上比填充分数$ν<1/12$的Laughlin液体更有利，但对于与简单维格纳晶体具有大的能隙的$ν\leq 1/6$，已经出现了复合颗粒的相关晶体。一个新的长度尺度的存在下，里德伯阻塞半径$a_B$，引起气泡结晶相的$ν\lesssim 1/4$时，平均粒子距离变得小于$a_B$，它描述了饱和，几乎恒定的相互作用势的区域。对于较大的填充物，发现了强烈相关的簇液体的迹象。
2013-04-09 cond-mat.quant-gas
Cluster truncated Wigner approximation for bond-disordered Heisenberg spin models
本研究针对键无序海森堡自旋链的淬火动力学，提出受SDRG/RSRG启发的聚类策略优化cTWA的聚类选择，还提出离散采样方案替代原高斯近似方案，提升了计算准确性并降低蒙特卡洛散粒噪声。
2024-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Symmetry-induced many-body quantum interference in chaotic bosonic systems: an augmented Truncated Wigner method
截断维格纳近似（英语：Truncated Wigner Approximation，简称TWA）虽然非常成功，但并不能解释玻色子多体系统平均场方程的不同解之间真正的多体量子干涉。这使得TWA本质上是经典的，其中大量的粒子形式上扮演普朗克常数$\hbar$的倒数。不能描述真正的干涉现象，如福克空间中的局域化和疤痕，可以被看作是这种准经典方法的优点，从而允许人们在与不涉及任何先验近似的“精确”量子计算相比时识别真正的量子效应。TWA没有考虑的这种量子效应的一个相当突出的原因是与轨道相关的轨道的贡献之间的相长干涉，这将发生在存在离散对称性的情况下，假设初始状态的相空间分布和待评估的可观测量具有关于相应对称子空间的强局部化。在这里，我们展示了如何可以设想一个增强版本的TWA可以占这种特殊的效果。这种增强的TWA有效地相当于通过单独的截断维格纳模拟来补充传统的TWA计算，所述截断维格纳模拟被限制到对称子空间并且涉及权重因子，所述权重因子考虑采样轨迹相对于与这些子空间的垂直偏差的动态稳定性。我们说明了这种方法的有效性，在前以及后Ehrfest的时间尺度在原型玻色-哈伯德系统显示混沌经典动力学，它也揭示了额外的MB干扰效应的存在。
2022-02-09 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Inversion of coherent backscattering with interacting Bose-Einstein condensates in two-dimensional disorder : a Truncated Wigner approach
本文从原子激光的基本原理出发，研究了二维无序势场中相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体的传输。时间反演的散射路径之间的建设性的干涉引起的相干后向散射，这可以观察到的形式下的一个尖锐的圆锥体在无序平均的角向后向散射电流。如通过Gross-Pitaevskii方程的数值积分所发现的，当存在非零相互作用强度时，该相干后向散射锥被反转，指示从建设性干涉到相消干涉的交叉。截断维格纳方法的基础上的数值模拟允许一个超越平均场的方法，并表明，失相呈现这个签名的反局域化隐藏在一个无结构的和占主导地位的非相干贡献的相互作用强度增加和注入密度降低，在一个政权的参数远离平均场的限制。然而，尽管部分退相，我们观察到，这种弱反定域的情况下占上风的有限的相互作用强度，开辟了实验观察与$^{87}$ Rb原子的方式。
2021-02-12 cond-mat.quant-gas
SU(3) truncated Wigner approximation for strongly interacting Bose gases
本文发展并利用SU（3）截断Wigner近似（TWA）分析了光晶格中强相互作用玻色气体的远离平衡态量子动力学。具体地说，我们明确表示相应的玻色-哈伯德模型在任意填充因子与限制的局部希尔伯特空间的SU（3）矩阵。此外，我们介绍了一种离散Wigner采样技术的SU（3）TWA和检查其性能以及与连续Wigner函数的高斯近似的SU（3）TWA。我们直接比较这两种方法的输出与精确计算的玻色-哈伯德模型在单位填充与小尺寸和一个完全连接的自旋-1模型与大尺寸的动力学。我们发现，这两种方法可以定量捕获量子动力学的时间尺度上的$\hbar/(Jz)$，其中$J$和$z$表示的跳跃能量和配位数。我们将这两种SU（3）TWA应用于玻色-哈伯德模型的两点关联函数在大系统尺寸的正方形晶格上的动力学扩展。理论和实验之间的显著偏差表明，适当地包括空间不均匀性的影响，这是不直接在我们的SU（3）TWA的制定，可能是必要的。
2021-11-18 cond-mat.quant-gas
Variational truncated Wigner approximation for weakly interacting Bose fields: Dynamics of coupled condensates
截断维格纳近似（英语：Truncated Wigner approximation）是一种描述弱相互作用玻色气体在平均场水平之外的动力学的方法。虽然它允许一个量子场表示为一个随机的c数场，时间演化的模拟仍然是非常苛刻的大多数应用。在这里，我们开发了一个数值上便宜的近似分解成一个变分的反函数和剩余字段的c-数字段。的动态的animals功能描述了一个易于处理的一组耦合的常随机微分方程的各自的变分参数。本文研究了三维玻色气体在横向各向同性谐振子约束的一维光晶格中的非平衡动力学，忽略了剩余场的影响。我们的方法的准确性和计算的廉价性证明了通过比较其预测的实验数据。
2021-11-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Performance evaluation of the discrete truncated Wigner approximation for quench dynamics of quantum spin systems with long-range interactions
离散截断维格纳近似（DTWA）是分析量子自旋系统动力学的有力工具。由于DTWA包括平均场近似的前导阶量子校正，因此当系统的相互作用范围增加时，自然期望DTWA变得更准确。然而，这一预期的定量确证仍然缺乏，主要是因为它通常是难以在一个大型系统，以评估的DTWA是定量有效的时间尺度。为了研究有效时间尺度对相互作用范围的依赖性，我们利用DTWA方法和由Bogoliubov-Born-Green-Kirkwood-Yvon方程导出的包含二阶修正的DTWA方法，分析了具有阶跃函数型相互作用的量子自旋模型在磁场突然猝灭下的动力学行为.我们还开发了一个公式计算的DTWA的框架内的二阶雷尼熵。通过比较由DTWA计算的Rényi熵的时间演化与由包括校正的扩展计算的Rényi熵的时间演化，我们发现在一维和二维系统中，有效性时标都随着阶跃函数型相互作用的范围代数地增加。
2021-01-20 cond-mat.quant-gas
Quantum-field-theoretical approach to phase-space techniques: Symmetric Wick theorem and multitime Wigner representation
在这项工作中，我们提出了正式的背景，用于开发的方法，在早期的作品，以延长截断的Wigner表示的量子和原子光学，以解决多时间的问题。截断的维格纳表象已被证明有很大的实际用途，特别是在玻色凝聚气体量子动力学的数值研究。在这些情况下，它允许模拟完全被其他近似法（如Gross-Pitaevskii方程）忽略的效应，但不会受到更精确方法的严重不稳定性的影响。相互作用的多体量子系统的数值处理是一项极其困难的任务，而将截断的维格纳扩展到单时间情况之外的能力为现有的工具箱增加了另一种强大的技术。本文给出了我们的“时间-维格纳序”的发展背后的正式数学，它允许计算的多时间平均值，这是需要的数量，如适用于玻色子场的格劳伯关联函数。
2013-07-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft math-ph
Simulating quantum transport for a quasi-one-dimensional Bose gas in an optical lattice: the choice of fluctuation modes in the truncated Wigner approximation
本文采用截断Wigner近似方法，研究了零温下准一维玻色气体在光晶格中的量子涨落效应.当使用有限数目的平面波（PW）、简谐振子（SHO）和自洽确定的Bogoliubov（SCB）模式时，量子涨落的初始空间分布有很大的不同。在PW基中，玻色气体的短时输运性质与SHO基和SCB基中的输运性质不同，表现为相位相干性。使用SCB模式的计算预测更大的相位退相干和更强的数量波动比其他选择。此外，我们观察到PW模式的使用高估了原子从云核中被驱逐的程度，而其他模式的使用仅略微破坏了云结构，这与实验观察一致[1]。
2013-07-10 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Generalized Discrete Truncated Wigner Approximation for Nonadiabtic Quantum-Classical Dynamics
非绝热分子动力学广泛存在于涉及电子激发态的化学反应和飞秒化学实验中。随着系统复杂性的增加，这些动力学很难用数值方法处理，因此希望有精确而又负担得起的方法来模拟它们。在这里，我们介绍了一个线性化的半经典方法，广义离散截断维格纳近似（GDTWA），这是建立在量子自旋晶格系统的背景下，到化学非绝热系统的舞台。与传统的连续映射方法（如Meyer-Miller-Stock-Thoss映射和自旋映射）不同，GDTWA在离散相空间中对电子自由度进行采样，从而禁止了电子态布居的非物理无界增长。离散采样也占了一个有效的减少，但不为零的零点能量没有一个明确的参数，这使得它有可能对待的身份运营商和其他运营商在平等的基础上。作为两个线性振动耦合模型的数值基准显示，GDTWA在宽参数范围内具有令人满意的精度，无论动力学是由弛豫还是由相干相互作用主导。我们的研究结果表明，该方法可以非常充分地处理具有挑战性的非绝热动力学在化学和相关领域的问题。
2021-04-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Analysis of continuous and discrete Wigner approximations for spin dynamics
我们比较了各种自旋模型动力学的连续和离散截断维格纳近似的精确解析解和数值解。我们在平等的基础上考虑自旋-自旋关联的所有分量，并利用最近引入的几何关联矩阵可视化技术[R。Mukherjee { \em等人}，Phys. Rev. A { \bf 97}，043606（2018）]。我们发现，在适度短的时间内，在这两个近似的主要错误是实质上抑制自旋相关沿一个方向。
2019-04-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Signatures of quantum chaos of Rydberg dressed bosons in a triple-well potential
该研究分析三阱势中 Rydberg dressed 玻色子的平均场与量子动力学，揭示 Lyapunov 指数、Wigner-Dyson 能级统计、纠缠熵及粒子数方差所标识的量子混沌特征。
2023-06-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Vortex formation and dynamics in two-dimensional driven-dissipative condensates
我们研究了格点玻色子在二维空间中的实时演化，其动力学由马尔可夫量子主方程控制。我们采用Wigner-Weyl相空间量子化，并推导出开放量子多体系统的泛函积分，它支配着Wigner-Weyl函数的时间演化。使用截断的Wigner近似，其中量子涨落只考虑在初始状态，而动力学是由经典的演化方程，我们研究了由于非厄米量子跳跃运营商的行动，构成耗散冷却机制的长程相关的积累。从一个对应于涡旋凝聚的初始无序态开始，耗散过程导致涡旋-反涡旋对的湮灭，并在后期建立准长程序。我们观察到，一个有限的涡密度生存的冷却过程，这与解析构造的无涡玻色-爱因斯坦凝聚体在渐近时间不一致。这表明需要包括截断维格纳近似之外的量子涨落，以完全捕获耗散玻色-爱因斯坦凝聚的物理学。
2016-11-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of atoms within atoms
最近对玻色-爱因斯坦凝聚体的实验已经进入了一种状态，在这种状态下，成千上万的基态凝聚体原子填充了里德伯电子轨道。当一个原子被激发到一个高度激发的里德伯态后，里德伯电子的散射使基态原子运动，这样人们就可以研究原子在里德伯原子内运动的量子多体动力学。在这里，我们研究这个多体动力学使用Gross-Pitaevskii和截断维格纳理论。我们的模拟特别关注的情况下，多个连续的里德伯激发相同的铷凝聚体已成为标准的工具，以观察量子杂质动力学里德伯实验。我们调查在何种程度上这样的实验可以是敏感的细节，在电子-原子相互作用势，如快速径向调制的里德伯分子势，或p波形状的共振。我们表明，这两种效应是至关重要的里德堡轨道内的初始凝聚响应，但成为不太相关的密度波出现在里德堡激发区域以外的时间。最后，我们探讨了当地的动态冷凝加热。我们发现，它只提供了轻微的修正的平均场动力学。
2021-11-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Motional decoherence in ultracold Rydberg atom quantum simulators of spin models
本文证明自旋-运动耦合导致超冷里德伯原子自旋模型中的退相干，与实验定性定量一致，并提出减轻运动影响的方法。
2023-11-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Evaporative cooling to a Rydberg crystal close to its ground state
我们从理论上证明了如何在量子基态附近获得长的一维晶体。我们依赖于蒸发冷却计划适用于多体系统与非零范围的相互作用。尽管没有周期性的潜力，最终状态是一个晶体，表现出长程空间秩序。我们从热力学角度描述了该方案，将截断玻尔兹曼分布应用于链的集体激发，并表明它会导致一种新型的准平衡多体态。对于较长的链，包括约1000个原子，我们强调蒸发曲线的准普适性。这种异常长的1D晶体只有在量子机制的深处才能接触到。我们进行我们的分析的例子，最初的热链的圆形里德伯原子局限于一个一维（1D）的几何形状。我们的方案也适用于极性分子等具有长程相互作用的量子系统。
2019-11-23 cond-mat.quant-gas
Effective field equations with stochastic initial conditions
Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文探讨将截断维格纳扩展为含高阶圈与高阶动量修正的有效场方程方法，以数值追踪非平衡量子初态下量子场期望值演化及假真空衰变等非微扰量子现象。
2026-10-23 cond-mat.quant-gas hep-th
Fractional quantum Hall phases of bosons with tunable interactions: From the Laughlin liquid to a fractional Wigner crystal
实现物质拓扑相的高度可调平台正在从原子和光子系统中出现，并提供了设计粒子之间相互作用的前景。势的形状除了在不同分数量子霍尔相之间的竞争中起重要作用外，还可以触发向拓扑破缺相的转变，甚至可以触发向拓扑和拓扑破缺相共存的相的转变。在这里，我们探讨了一个相互作用玻色子模型的相图在最低的朗道水平在半填充作为两体相互作用的调整。除了众所周知的劳克林液体，维格纳晶体相，条纹，和气泡相，我们还发现了一个阶段，表现出在分数填充每个晶体网站的结晶顺序的证据。当成对的玻色子以相对角动量$4\hbar$相互强烈排斥时，劳克林液体过渡到这个阶段。我们证明了这种相互作用可以通过给基态冷原子穿上多个不同宇称的里德堡态来实现。
2018-09-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantum to classical relaxation dynamics of the dissipative Rydberg gas
Universität Tübingen（蒂宾根大学）；University of Nottingham（诺丁汉大学）
研究耗散瑞利气体中相干过程与耗散竞争的松弛动力学，发现强耗散极限下由有效经典速率方程主导，而弱耗散极限下动力学约束行为未被探索，采用截断维格纳近似分析磁化弛豫行为，发现量子动力学约束特征。
2026-08-18 cond-mat.quant-gas
Creating squeezed and non-classical collective motional many-body states through stroboscopic Rydberg dressing
Institut für Theoretische Physik and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学理论物理研究所与集成量子科学技术中心）；Institute for Applied Physics, University of Bonn（波恩大学应用物理研究所）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究院量子计算中心）；Physikalisches Institut and Center for Integrated Quantum Science and Technology, Universität Tübingen（蒂宾根大学物理研究所与集成量子科学技术中心）；School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, The University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）
提出一种利用频闪激发里德堡态耦合原子运动的方法，集体压缩原子间位移模式，减少距离波动至运动真空态以下，并产生具有维格纳负性的非经典态，有望提高量子门保真度和用于量子增强计量。
2026-06-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A semiclassical theory of phase-space dynamics of interacting bosons
本文研究了在模占据数较大的半经典区域中玻色子动力学的相空间表示。为此，我们采用van Vleck-Gutzwiller传播子来获得维格纳分布的格林函数的近似。半经典分析包括经典路径的干扰，并减少到截断维格纳近似（TWA）时，干扰被忽略。此外，我们确定的EIFFEST时间后，TWA失败。作为一个例子，我们考虑了一个单模量子非线性振子，它表现出可观测量的坍缩和复活。我们分析表明，经典路径的干扰导致复苏，效果是不再现的TWA或微扰分析。
2018-03-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Breakdown of Anderson localization in the transport of Bose-Einstein condensates through one-dimensional disordered potentials
研究了相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体通过一维关联无序势的输运。为此，我们使用截断维格纳方法，这是，正如我们所示，对应于对角近似的半经典范Vleck-Gutzwiller表示的多体传输过程。我们还认为，超过这个对角线近似的半经典校正下的无序平均消失，从而确认截断维格纳方法在这种情况下的有效性。数值计算表明，当相互作用强度较弱时，局域化长度略有变化，但仍保持安德森局域化，而当相互作用强度较大时，由于非弹性散射，存在向离域区的过渡.在这种情况下，传输是完全不相干的。
2015-10-23 cond-mat.quant-gas
Quantum dynamics and entanglement in coherent transport of atomic population
在这项工作中，我们看看在量子动力学的过程中被称为无论是运输无过境（TWT），或相干转移原子布居（CTAP），一个玻色-爱因斯坦凝聚体从一个井的晶格势到另一个，非相邻的井，没有宏观占领的两个之间的井。这个过程以前已经分析过，在这项工作中，我们扩展这些分析，考虑量子统计的影响，在两个相关的井的凝聚模式的动力学和纠缠特性。为了做到这一点，我们超越了平均场分析的Gross-Pitaevskii型方法，并利用相空间随机方法，所以众所周知的量子光学。特别是，我们使用确切的正P表示，它是合适的，否则近似截断WIgner表示。我们发现这两种方法的结果之间的强协议，与平均场动力学不依赖于初始量子态的被困凝聚。我们发现，纠缠特性强烈依赖于初始量子态，与定量不同的结果发现相干态和Fock态。这两种方法的比较给我们的信心，截断的维格纳表示提供准确的结果，该系统，因此是一个有用的方法，碰撞非线性增加和正P的结果无法收敛。
2014-01-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Functional Wigner representation of BEC quantum dynamics
发展了一种模拟阱中多模多组分玻色-爱因斯坦凝聚体的全量子场动力学的方法。我们使用截断的Wigner表示，以获得一个概率理论，可以被采样。这种方法产生的c-数随机方程，可以使用传统的随机方法来解决。该技术是有效的大模式占用数。本文详细推导了适用于量子场的泛函维格纳表示方法。我们的方法描述了旋量分量的空间演化，并适当地考虑了非线性损失。这些技术适用于计算领先的量子校正，包括量子压缩，纠缠，EPR相关和与工程非线性水库的相互作用等效应。通过使用一致的逆密度展开，我们能够解释早期作者发现的非线性损耗方程中的不一致性。
2013-02-19 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Emergent devil's staircase without particle-hole symmetry in Rydberg quantum gases with competing attractive and repulsive interactions
魔鬼楼梯是一种分形结构，它表征了具有长程排斥凸相互作用的一维经典晶格气体的基态。其平台标志着由化学势控制的特定填充分数的稳定区域。典型地，这种阶梯具有明确的粒子-空穴对称性，即，通过交换孔和颗粒的角色，可以从填充不到一半的阶梯中简单地提取填充超过一半的阶梯。在这里，我们引入了一个量子自旋链与竞争的短程吸引和长程排斥相互作用，即非凸势。在经典极限的基态功能广义维格纳晶体-取决于填充分数-要么是由二聚体粒子或二聚体孔，从而导致在紧急完整的魔鬼的楼梯没有明确的粒子-孔对称性的基础微观模型。在我们的系统中，粒子-空穴对称性被提升，这是因为楼梯是通过两体相互作用而不是单体化学势控制的。通过横向场引入量子涨落熔化了阶梯，并最终使系统进入顺磁相。然而，对于中间的横向磁场强度，我们确定了一个区域，密度-密度相关性表明出现准长程序。我们将讨论如何利用晶格中的里德伯装扮原子来探索这种物理。
2015-11-11 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
Nonlocal pair correlations in a higher-order Bose gas soliton
本文用截断维格纳和正P相空间表象研究了一维玻色气体的动力学。这使得计算具有10^{3}-10 ^5}粒子的高阶孤子的呼吸量子动力学成为可能，就像在现实的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）实验中一样。虽然经典稳定，但这些衰变是量子力学的。我们的计算表明，有很大的非局部相关。这些也违反了柯西-施瓦茨不等式，表明存在非经典的量子纠缠。
2018-11-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamic Kosterlitz-Thouless transition in 2D Bose mixtures of ultra-cold atoms
我们提出了一个现实的实验，以证明在二维超冷原子气体的动态Kosterlitz无相变。利用截断维格纳近似的数值实现，我们模拟了几种关联函数的时间演化，这些关联函数可以通过物质波干涉来测量。我们证明了弛豫动力学是很好的描述了一个实时的重整化群的方法，并认为这些实验可以指导发展的理论框架的理解临界动力学。
2011-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Lee-Huang-Yang dynamics emergent from a direct Wigner representation
Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
该研究通过截断Wigner方法，展示了如何在超冷玻色气体中自然纳入Lee-Huang-Yang修正，揭示了强相互作用下量子涨落效应的涌现。
2026-08-26 cond-mat.quant-gas
Quantum and thermal effects in dark soliton formation and dynamics in a 1D Bose gas
数值研究了玻色原子气体中暗孤子在紧束缚一维谐振子阱中的烙印和动力学行为，包括有无光晶格。在准凝聚描述中，在截断的维格纳近似下合成了量子涨落和热涨落。我们跟踪孤子坐标和计算位置和速度的不确定性。我们发现相位起伏{ \em}降低了经典预言的孤子速度和种子不稳定性。单独的运行显示孤子与声波的相互作用，分裂和消失的孤子。
2009-12-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of polaron formation in 1D Bose gases in the strong-coupling regime
本文研究强耦合一维玻色气体中杂质注入形成极化子的动力学，采用超越Froehlich模型的平均场方法及截断维格纳模拟，发现能量-动量关系的平滑交叉、周期结构及丰富的动力学机制，包括减速、反向散射和不同动量扇区的稳态极化子形成。
2023-09-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bogoliubov dynamics of condensate collisions using the positive-P representation
我们用正P波哥留波夫场表示的方法，给出了碰撞玻色-爱因斯坦凝聚体的含时波哥留波夫动力学。我们得到的随机演化方程的领域收敛到完整的Bogoliubov描述的实现数量的增长。数值工作量随着计算网格的大小线性增长。我们对维格纳分布和精确的正P方法的描述的效率和准确性进行了基准测试。我们认为它的制度的适用性，并表明，它是最有效的方法在常见的情况下-当系统中的总粒子数是不足的截断维格纳治疗。
2011-05-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft
Time-dependent Semiclassics for Ultracold Bosons
利用半经典Herman-Kluk传播子研究了Bose-哈伯德模型中双势阱和三势阱中超冷玻色子的非平衡态动力学，并与常用的截断Wigner近似下的经典动力学计算结果进行了比较.对于双势阱系统，我们发现半经典结果与数值精确结果非常吻合，而TWA不能再现任何波函数的恢复。三阱系统由于其经典相空间的不规则性而更难处理。在这里，偏差的TWA从确切的动力学出现，即使是很短的时间，而更好的协议是使用本文中提出的半经典方法。
2014-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Discrete-phase-space method for driven-dissipative dynamics of strongly interacting bosons in optical lattices
本研究提出一种离散截断维格纳方法，可高效准确模拟耗散SU(N)自旋系统动力学，在三维强相互作用耗散Bose-Hubbard模型实验中验证了效果，且优于连续方法，为高维开放量子多体系统研究提供新工具。
2024-12-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Comment on: `Single-shot simulations of dynamic quantum many-body systems' [arXiv:1501.03224]
在他们最近的论文[Nature Physics 15，451（2006）]中，Sakmann和Kasevich研究了超冷玻色气体中条纹图案的形成，并声称：“在这里，我们展示了如何从随时间变化的多体薛定谔方程的数值解中模拟单次激发。“如果他们解决了这个指数复杂的方程，那将是了不起的。相反，他们解决非线性方程的目的是近似的解决方案的薛定谔方程。作者继续批评相空间方法来模拟量子动力学，并声称不可能将截断维格纳（tW）方法的单轨迹解释为单次实验结果。在这里，我们的目的是提供相关的背景，并阐述为什么我们不同意作者的主张。
2016-10-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-dimensional correlation propagation dynamics with a cluster discrete phase-space method
该研究针对通用SU(N)自旋系统提出基于团簇平均场的团簇离散截断维格纳近似方法，可高效捕捉团簇内量子关联，复现二维Bose-Hubbard系统关联传播实验结果，短时间内与张量网络方法高度吻合，适用于多类量子系统动力学问题。
2024-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Classical and quantum chaos in a three-mode bosonic system
研究了具有变模相互作用的三模玻色系统的动力学行为。对于大的模式占领的短期动力学是很好地描述了经典的平均场方程，使我们能够研究在经典系统中的混沌动力学及其签名在相应的量子动力学。通过引入一个破缺项，我们将经典动力学从可积状态调整到强混沌状态，并通过计算庞加莱截面和李雅普诺夫指数证明了这一点.相应的量子系统的特征是能级统计从可积的泊松变化到混沌情况下的维格纳-戴森。我们调查的行为的时间有序的交换子（OTOC），特别是平方交换子，位于常规和混沌区域的经典混合相空间的初始状态，并发现这两种情况下的显着差异。短时间的行为是很好地捕捉半经典截断维格纳模拟直接将这些功能的基本经典平均场动力学的属性。我们讨论了一个可能的实验实现这个模型系统中的玻色-爱因斯坦凝聚体的铷原子，它允许扭转的符号所需的测量OTOC实验的哈密顿量。
2020-03-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Phase space representation of quantum dynamics
讨论了多自由度系统量子动力学的相空间表示。这种表示是基于一个经典极限周围的量子涨落的微扰展开。我们明确地分析了三个这样的限制周围的扩展：（i）微粒或牛顿极限的坐标动量表示，（ii）波或Gross-Pitaevskii限制的相干态表示中的相互作用玻色子，和（iii）布洛赫限制的自旋系统。我们讨论了半经典（截断维格纳）近似和进一步的量子修正出现在沿经典轨迹的随机量子跳跃或非线性响应的形式，这样的跳跃。我们还讨论了在非等时关联函数的分析中，量子跃迁是如何自然出现的。量子动力学的这种表示与基于Wigner-Weyl量子化的相空间方法和Keldysh技术密切相关。我们展示了如何这样的概念，如维格纳函数，外尔符号，Moyal产品，波普运营商，和其他自动出现从费曼的路径积分表示的海森堡表示的演变。我们主要以sine-Gordon模型、一维和二维玻色哈伯德模型、Dicke模型等冷原子系统为例说明了这种展开式的适用性。
2010-07-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Spontaneous Beliaev-Landau scattering out of equilibrium
本文研究了一维驱动耗散玻色-哈伯德模型描述的相干驱动非线性耗散腔阵列中相互作用光子气体的Beliaev-Landau散射。由于在这种非平衡设置中缺乏细致平衡，稳态性质对潜在的微观动力学更加敏感。由于流行的截断维格纳近似在捕捉这个物理过程中显着失败，我们提出了一种替代的方法，基于系统的扩展超出Bogoliubov近似，其中包括三阶关联函数的动力学。作为实验上可访问的签名Beliaev-Landau过程中，我们报告了一个小的，但不可忽略的修正Bogoliubov预测的稳态动量分布显示了一系列的峰值和下降，以及非高斯特征的统计腔输出场。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium time evolution and rephasing in the quantum sine-Gordon model
我们讨论了sine-Gordon模型中相位场的非平衡时间演化，使用两种非常不同的方法：截断Wigner近似和截断共形空间方法。我们表明，这两种方法同意覆盖前几个振荡的周期，从而给出了坚实的理论预测的框架内的sine-Gordon模型，这被认为是描述两个玻色凝聚体的动力学在准一维陷阱耦合通过约瑟夫森隧穿项。然而，我们的结论是，最近观察到的锁相行为不能用均匀的正弦-戈登动力学来解释，这暗示了实验系统中其他自由度或不均匀性的作用。
2018-09-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Dynamical quantum depletion in polariton condensates
本文从理论上研究了用共振激光脉冲激发的微腔极化激元的量子损耗。量子涨落的动力学解释的背景下，量子猝灭一般，特别是在动态卡西米尔效应。我们计算了极化激元凝聚体的一阶和二阶关联函数随时间的演化。我们的理论模型是基于截断维格纳近似相互作用玻色气体。对于均相系统，分析结果中得到的线性Bogoliubov近似。用蒙特卡罗模拟对非均匀系统进行了数值研究。
2015-07-08 cond-mat.quant-gas
Many-body adiabatic passage: Instability, chaos, and quantum classical correspondence
本文研究Bose-Hubbard链中类STIRAP绝热通道方案，揭示相互作用和纠缠导致的低维与高维混沌，并通过平均场、截断Wigner和全量子模拟验证量子经典对应关系。
2025-02-06 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Prethermalization in the transverse-field Ising chain with long-range interactions
研究了具有长程伊辛相互作用的孤立量子自旋链的非平衡动力学，该相互作用随距离$r$衰减为$1/r^α$（$0<α<1$）.事实证明，长程相互作用会产生一个大的时间尺度分离，这会导致所有$α\in(0,1)$的预热化。这一结论是通过比较两个重要的弛豫动力学相关的时间尺度推导出来的;一个是本地置换算子的弛豫时间，这是在这个系统中的准守恒量，另一个是由于量子涨落的增长的初始弛豫的时间尺度。我们还利用离散截断Wigner近似研究了整个非平衡态动力学，这与上述结果是一致的。
2018-10-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Fractional Quantum Hall edge dynamics from a Quantum Optics perspective
本硕士论文的目标是通过使用典型的量子光学工具，如截断维格纳近似，对分数量子霍尔液体中的准粒子隧穿问题给出不同的观点。我们的新方法提供了一个映射到一个随机经典场问题的准粒子隧穿问题。这提供了一个直观的物理图像，使我们能够恢复非平凡的功能，物理学和预测新的现象。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
A supercritical superfluid and vortex unbinding following a quantum quench
利用截断维格纳近似，我们研究了两个超流体解耦后的双层二维超流体的相对相位动力学。在短时间尺度上，相对相位表现出类似于“光锥”的热化作用，并产生亚稳态超流态，这种超流态可以是超临界的。在较长的时间尺度上，由于动力学涡旋解束缚，这种状态松弛到无序状态。这种动态抑制涡增殖的情景构成了{ \it反向Kibble-Zurek效应}。我们观察动态的创建涡反涡对和随之而来的运动。我们的预测可以在干涉实验中直接测量，参见参考文献1。
2009-08-29 cond-mat.quant-gas
Phase-Space Methods for Simulating the Dissipative Many-Body Dynamics of Collective Spin Systems
我们描述了一种有效的数值方法，用于模拟集体自旋系统的动力学和稳态的退相和衰变的存在。该方法是基于自旋算符的Schwinger玻色子表示，并使用截断Wigner近似的扩展映射到相应的相空间分布的随机微分方程的精确的开放系统动力学。这种方法在自旋量子数非常大的情况下是最有效的，在这种情况下，精确的数值模拟和其他近似方法不再适用。我们基准这种数值技术为已知的超辐射衰变和自旋压缩过程，并说明其应用程序的非平衡相变在耗散自旋晶格模型的模拟。
2021-05-17 cond-mat.quant-gas physics.comp-ph quant-ph
Hanbury Brown-Twiss correlations and multimode dynamics of quenched spinor Bose-Einstein condensates
我们研究了反铁磁旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的量子猝灭所激发的多个相互竞争的空间模之间的相互作用。我们观察到的Hanbury布朗Twiss相关性和相关的超泊松噪声的模式人口。这些相关性的衰减与实验观察到的自旋畴模式是一致的。数据进行了比较，一个真实的空间Bogoliubov理论，以及耦合的Gross-Pitaevskii方程的数值解，种子量子噪声通过截断维格纳近似。实验观察到的和理论推导出的空间模式都与冷凝物的不均匀密度分布密切相关，这赋予了动力学许多丰富的功能。
2018-06-11 cond-mat.quant-gas
Stochastic-field approach to the quench dynamics of the one-dimensional Bose polaron
我们考虑了量子杂质在突然相互作用猝灭后进入一维简并玻色气体的动力学。我们使用的Keldysh路径积分形式主义，推导出一个截断的维格纳一样的方法，需要考虑到已经在平均场水平上的冷凝物上的杂质的反作用，并进一步采用热和量子效应高达一个循环的精度。这个框架不仅使我们能够计算杂质的真实空间轨迹，而且还可以计算吸收光谱。我们发现，量子修正和热效应对弱到中等杂质-浴耦合下的杂质动量起着至关重要的作用，而且，随着温度的升高，我们看到了吸收光谱的加宽。
2021-08-31 cond-mat.quant-gas
Quantum phase-space analysis of population equilibration in multi-well ultracold atomic systems
我们研究了截断维格纳相空间表象中的随机积分下二、三和四阱玻色-哈伯德模型的介质时间量子动力学和布居平衡。我们发现，所有三个系统将进入至少一个暂时的平衡状态，与经典的初始条件和初始量子统计的细节。我们发现，经典的可积性不一定是一个很好的指导，是否会发生平衡。我们构造一个有效的单粒子约化密度矩阵的系统，使用的期望值的运营商的时刻，并使用它来计算有效熵。知道了每个系统的熵的期望最大值，我们就能够量化达到平衡的不同方法。
2011-09-15 cond-mat.quant-gas
