The dissipative dynamics of the field of two-photon Jaynes-Cummings model with Stark shift in dispersive approximation
在色散近似下,研究了Stark位移作用下双光子Jaynes-Cummings模型(JCM)光场的耗散动力学,讨论了耗散对纠缠的影响。结果表明,当存在非线性双光子过程时,耗散腔对光场的相干特性有一定的影响。
2001-04-04 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
Two-photon statistics of nonclassical radiation in the dissipative finite-size Dicke model
利用双光子关联函数研究了开放有限尺寸Dicke模型中光子的非经典特性。应用量子缀饰主方程和扩展相干光子态分析了光子和量子比特的耗散动力学。通过调节量子比特-光子耦合强度,可以清楚地观察到光子的反聚束到聚束跃迁。为了提高双光子关联函数,我们提出了最佳量子比特数。此外,热浴的温度偏置诱导显著的双光子聚束签名与深强量子比特-光子相互作用。
2019-09-15 quant-ph
Nonequilibrium Nonlinear Effects and Dynamical Boson Condensation in a Driven-Dissipative Wannier-Stark Lattice
本研究针对驱动耗散Wannier-Stark晶格玻色子系统,通过数值模拟揭示了弱相互作用下玻色子凝聚于单Wannier-Stark态、强相互作用下出现类Bloch振荡等非平衡现象,并给出含混沌区域的相图,为光子及超冷气体实验提供指引。
2024-08-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Implication of giant photon bunching on quantum phase transition in the dissipative anisotropic quantum Rabi model
在量子缀饰主方程的框架下研究了耗散各向异性量子Rabi模型中的量子相变。从数值和解析两个方面揭示了巨光子聚束效应对一阶量子相变的影响。在低温下,所观察到的双光子统计在几个最低本征态内可以很好地解析描述。此外,这种显著的光子聚束峰通常表现在深强量子比特-光子耦合处,而耗散各向同性量子拉比模型中缺乏这一点。因此,我们认为光子聚束测量有助于描述量子比特-光子混合系统的一阶QPT。
2023-03-16 quant-ph
Driven-dissipative, non-equilibrium Bose-Einstein condensation of just a few photons
相干性是量子凝聚体的一个定义性特征。这些凝聚体本质上是多模现象,在宏观极限下,要解决单个模式的种群和它们之间的相干性变得非常困难。在这项工作中,我们证明了非平衡玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的光子在雕刻染料填充的微腔,其中发现阈值的$8\pm 2$光子。有了这种纳米凝聚物,我们就能够测量玻色子场的各个能级的占据率和相干性。个别模式的相干性一般会随着光子数的增加而增加,但在热平衡的崩溃,我们观察到多模凝聚相变,其中相干性意外地随着人口的增加而减少,这表明尽管没有直接的非线性,光子显示出很强的模式间的相位或数量的相关性。实验与详细的非平衡模型非常匹配。我们发现,微激光和玻色-爱因斯坦统计各自描述了我们数据的互补部分,并且在适当的制度下限制了我们的模型,这为关于两者之间差异的辩论提供了信息。
2018-05-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum dissipative adaptation with cascaded photons
本文将量子耗散适应模型从单光子脉冲推广到N个级联单光子脉冲,解析证明其仍满足量子耗散适应,并发现超过阈值后多光子可实现单脉冲无法达到的自组织水平。
2023-12-02 quant-ph
Dissipative dynamics of nondegenerate two-photon Jaynes-Cummings model
研究了一个非简并双光子Jaynes-Cummings模型,其中考虑了光子通过腔的泄漏。从缀饰态近似下的主方程出发,考虑了腔阻尼对初始相干光场和激发态原子的平均光子数、原子布居数、光场统计以及光场和原子压缩的影响.
2005-04-25 quant-ph
Steady-state localized-delocalized phase transition of an incoherent-pumped dissipative Bose-Hubbard model
本文研究了二维非相干泵浦耗散光子正方晶格玻色-哈伯德模型的稳态性质。这种非相干抽运表现出重要的环境诱导高阶涨落效应,它在多光子过程中诱导了驱动-耗散通道、光子-光子相互作用和光子跳跃之间的强烈竞争。这种新的竞争导致系统的U(1)对称性自发破缺。结果表明,在该体系中存在多体定态局域-离域相变和反阻塞效应,其中排斥光子-光子相互作用的增加促进了相变的出现。这些非常规的多体稳态现象可以通过分析单腔的性质来理解。我们的结果为控制驱动耗散系统的多体动力学开辟了一条新的途径。
2016-09-14 quant-ph
Photon condensation in circuit QED by engineered dissipation
本文研究了受驱动的耗散超导微波谐振器阵列中的光子凝聚现象。具体来说,我们表明,通过使用适当设计的微波光子与超导量子位的耦合,可以设计一种有效的耗散机制,将光子散射到低动量状态,同时保持它们的数量。这模拟了玻色子与低温浴的可调谐耦合,并导致在存在损耗和连续驱动条件下形成静止光子凝聚。在这里,我们提出了一个现实的实验装置来观察这种效应在两个或多个耦合腔,并研究这种不平衡的冷凝,这是从泵送和耗散过程之间的竞争所产生的特性。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon pair condensation by engineered dissipation
耗散通常会在量子系统中引起有害的退相干。然而,工程耗散可以用来制备和稳定相干量子多体态。在这里,我们表明,通过工程耗散包含光子对运营商,可以稳定的异国情调的暗态,这是一个凝聚体的光子对的相序。在这个系统中,通常的超流序参量,即单光子关联,是不存在的,而光子对关联表现出长程序。虽然暗态是不是唯一的,由于多个奇偶校验部门,我们设计了一个额外的类型的耗散稳定的暗态在一个特定的奇偶校验部门通过扩散湮灭过程,服从Glauber动力学的伊辛模型。此外,我们提出了一种实现这些光子对耗散电路QED架构。
2019-07-07 quant-ph
Signatures of a dissipative phase transition in photon correlation measurements
理解和表征驱动耗散系统中的相变是多体物理学的一个新领域。耗散相变的一般特征是Liouvillian谱中的消失的间隙,这导致当系统被驱动朝向转变时从稳态的长寿命偏离。在这里,我们表明,光子相关测量可以用来表征相应的临界减慢的非平衡动力学。我们着重研究了GaAs腔极化激元中广泛研究的光学双稳现象,它可以被描述为一级耗散相变。增加的激发强度朝向的范围内的结果在增加的光子聚束信号随着衰减时间延长了超过九个数量级相比,低密度极化激元。在强极化激元相互作用导致明显的量子涨落的极限下,平均场双稳阈值被冲掉。然而,缩放的Liouvillian间隙关闭的热力学极限接近提供了一个新兴的耗散相变的签名。我们的研究结果建立光子相关测量作为一个宝贵的工具,研究耗散相变的动力学性质,而不需要相敏干涉测量。
2017-07-06 quant-ph
Chaos and quantum regimes in $n$-photon driven, dissipative bosonic chains
研究揭示了n光子驱动耗散玻色子链中混沌流体与非混沌共振非线性波两种 regime 的特性及其在量子态工程中的应用。
2025-08-18 quant-ph
Driven-Dissipative Bose-Einstein Condensation and the Upper Critical Dimension
本文用Keldysh场论研究驱动-耗散玻色-爱因斯坦凝聚,揭示上临界维度上下不同的凝聚机制,并通过重整化群发现在三维空间中由类Wilson-Fisher不动点控制的普适临界行为。
2024-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Finite-size scaling of the photon-blockade breakdown dissipative quantum phase transition
我们证明,可观察到的电报信号伴随着双稳态的光子阻塞击穿制度的驱动和有损Jaynes-Cummings模型是有限大小的前体什么在热力学极限是一个真正的一阶相变。我们构建了一个有限尺寸标度的系统参数的一个定义良好的热力学极限,其中系统仍然是相同的微观系统,但电报信号变得宏观的时间尺度和强度。这种有限尺寸标度的存在完成并证明了光子阻挡击穿效应作为一阶耗散量子相变的分类。
2019-05-27 quant-ph
Hidden Order in Quantum Many-body Dynamics of Driven-Dissipative Nonlinear Photonic Lattices
研究了双光子参量过程驱动下的非线性光子晶格的动力学行为。通过矩阵乘积态的计算,我们证明了从真空中可以产生具有长程隐序的量子多体态。这种顺序类似于Haldron绝缘体的特征。一个可能的解释突出的驱动器的对称性的作用,和光子损失的影响进行了讨论。提出并分析了一种基于超导电路的实现方法
2018-06-28 quant-ph
Emergent equilibrium and quantum criticality in a two-photon dissipative oscillator
本文研究双光子驱动与耗散量子振荡器的耗散相变,通过 Langevin/Fokker-Planck 非微扰理论将其映射为有色噪声中的经典平衡模型,确立 Landau 描述并给出与模拟吻合的临界指数。
2024-08-09 quant-ph
A dissipative time crystal in an asymmetric non-linear photonic dimer
研究了两个耦合非线性光子谐振腔在非均匀相干驱动和局域耗散作用下的行为。通过数值求解量子主方程,无论是通过对角化的Liouvillian超算子或通过使用近似截断Wigner方法,我们外推系统的性质在热力学极限的大光子占领。当平均场Gross-Pitaevskii方程预言了一个唯一的参数不稳定稳态解时,开放量子多体系统呈现出高度非经典的性质,其动力学表现出耗散时间晶体典型的长寿约瑟夫森振荡,如在热力学极限下Liouvillian超算子谱中存在纯虚本征值所示。
2020-04-01 quant-ph
Asymptotical photon distributions in the dissipative Dynamical Casimir Effect
在平均量子数较大的情况下,导出了频率和阻尼系数随时间变化的量子振子与热库相互作用的光子分布函数的渐近公式.考虑了具有任意温度的初始热态的不同激发机制。本文用新的公式预测了正在准备的动态卡西米尔效应实验中产生的电磁场的统计性质。
2010-02-09 quant-ph
Entangled photon pair excitation and time-frequency-filtered multidimensional photon correlation spectroscopy as a probe for dissipative exciton kinetics
Center for Free-Electron Laser Science CFEL, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(自由电子激光科学中心,德国电子同步加速器);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校)
本文提出结合纠缠光子增强的窄带双激子激发与时间-频率过滤的双光子同时计数,用于研究多激子动力学,通过非经典关联制备窄带双激子分布并抑制弛豫。
2026-07-16 quant-ph
Dissipative Many-body Quantum Optics in Rydberg Media
我们发展了一个理论框架,在相互作用的光介质中的电磁感应透明(EIT)条件下的量子化光的耗散传播。该理论使我们能够确定两个互补的基于Rydberg-EIT的光处理模块的输出的特殊时空结构:最近演示的单光子滤波器和最近提出的单光子滤波器,它们分别让单个光子通过和吸收单个光子。除了对这些和其他光量子器件的应用至关重要之外,该理论还为研究非线性非局域介质中强相互作用光子的奇异耗散多体动力学打开了大门。
2012-11-29 quant-ph
Correlated photon dynamics in dissipative Rydberg media
在电磁感应透明条件下,光密原子介质中的里德伯阻塞物理导致了单光子间强耗散相互作用。我们介绍了一种新的方法来分析这个具有挑战性的多体问题的限制,大的光学深度每封锁半径。在我们的方法中,我们将单极子EIT物理与Rydberg-Rydberg相互作用以序列化的方式分开,同时使用硬球模型,从而捕获光的二元粒子波性质,因为它表现在耗散Rydberg-EIT介质中。使用这种方法,我们分析了饱和行为的传输通过一维Rydberg-EIT介质的制度的非微扰耗散相互作用相关的电流实验。我们的模型能够捕捉到明亮的多体动力学,相干脉冲通过这些强相互作用的介质。我们比较我们的模型与现有的实验数据在这个政权,并找到很好的协议。我们还分析了从连续波输入产生规则的单光子序列的方案,并推导出在不完美的单光子EIT存在下的标度行为。
2018-06-14 quant-ph
Observation of photonic dynamics in dissipative quantum Rabi models
该工作在电路QED中首次实验演示了具有强光子耗散的开放量子拉比模型,通过受控竞争观测到稳态及演化过程中的光子数分布变化,证实了光子耗散对系统行为的显著影响。
2025-06-19 quant-ph
Nonlinear dynamics of the dissipative anisotropic two-photon Dicke model
研究了具有耗散玻色子场的各向异性双光子Dicke模型的半经典极限,描述了其丰富的非线性动力学。除了正常和“超辐射”的相位,局部不动点的存在反映了封闭系统哈密顿量的频谱崩溃。通过超辐射不动点和正常不动点的Hopf分支,在一定的参数范围内形成极限环。我们还确定了由各向异性和一个区域的混沌动力学,这似乎是从级联的倍周期分岔引起的极翻转过渡。在混沌区,对称吸引子发生碰撞和碎裂。在整个相图中,我们发现了几个相共存的例子,导致相空间分割成不同的吸引盆地。
2022-07-13 quant-ph
Dissipative dynamics of few-photons superposition states: A dynamical invariant
通过数值计算时间演化的维格纳函数,我们研究了几个光子叠加的动力学(例如,最多两个1)状态。结果表明,光子态的维格纳函数的负性无疑随腔的耗散而消失。因此,与维格纳函数的负性相关的非经典效应应该逐渐减弱。然而,发现二阶关联函数$g^{(2)}(0)$的值(其通常用作典型非经典效应的标准判据,即,$g^{(2)}(0)<1$意味着光子是反聚束的)是腔耗散过程中的动力学不变量。这一特征也被证明分析和建议,$g^{(2)}(0)$可能不是一个很好的物理参数来描述光子衰变。另外,我们发现反正阶关联函数$g^{(2A)}(0)$随腔的耗散而变化,因此更适合于描述耗散相关腔。最后,我们提出了一个实验方法来测试上述论点与实际存在的腔QED系统。
2011-10-16 quant-ph
Nonequilibrium Model of Photon Condensation
建立了一个充满染料的微腔中光子凝聚和激射的非平衡模型。我们详细研究了染料分子吸收和发射光子引起的热化过程的性质,并研究了光子何时能够达到热平衡玻色-爱因斯坦分布。在低温或大的腔损耗下,吸收和发射速率太小而不允许光子达到热平衡,并且行为变得更像常规激光器的行为。
2013-09-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Convergence and adiabatic elimination for a driven dissipative quantum harmonic oscillator
我们证明了一个由Lindblad动力学驱动的谐振子,其中典型的驱动和损失通道是双光子过程而不是单光子过程,收敛到一个由两个振幅相反的相干态构成的受保护子空间。然后,我们的特点是缓慢的动力学引起的微扰单光子损失在这个受保护的子空间,通过执行绝热消除的Lindbladian动力学。
2015-03-21 quant-ph
Steady-state squeezing and entanglement in a dissipatively coupled NOPO network
研究了非简并光学参量振荡器网络中的稳态光子数压缩和量子纠缠。我们用沈的喇曼激光模型处理每个NOPO,其激光模式提供光子数压缩态。两个耗散耦合的NOPO满足Hillery-Zubairy的$HZ1$纠缠准则,如果它们被泵浦到远高于阈值,并且耗散耦合足够大于NOPO腔损耗。
2019-06-28 quant-ph
Dissipative Dicke model with non-linear atom-photon interaction
本文研究了最近在原子量子气体实验中实现的广义Dicke模型,它描述了N个二能级原子与单腔模的集体相互作用。该模型考虑了腔场的耗散,并包含了传统Dicke模型中不存在的非线性原子-光子耦合。通过考虑有限原子数N和所有的量子效应,我们扩展了以前半经典模型的理论研究。我们的结果表明,随着N的增加,量子期望值和半经典模型之间有很好的一致性,但也显示了相应的量子态的非线性原子-光子耦合的变化的奇异行为。
2013-05-01 quant-ph
Dissipative quantum light field engineering
提出了一种强关联光子态的耗散制备方案。我们的方法是基于一个双光子损失机制,实现了通过一个单一的四能级原子内的双峰光学腔。每个基本双光子发射事件从两种模式中的每一种模式中移除一个光子。这种损失机制的暗态由NOON态及其任意叠加给出。我们发现两个腔模的稳态存在纠缠,并且在一定的参数下,会产生两个相干纠缠态的混合。我们讨论了如何测量腔模和输出场的量子关联。
2012-02-17 quant-ph
Spin squeezing, entanglement and coherence in two driven, dissipative, nonlinear cavities coupled with single and two-photon exchange
本文数值求解两个受驱耗散非线性腔在单、双光子交换耦合下的稳态主方程,比较自旋压缩、双模纠缠和二阶相干性,并揭示光子交换、非线性及驱动强度对量子统计区域的影响。
2014-02-18 quant-ph
Heavily Enhanced Dynamic Stark Shift in a System of Bose Einstein Condensation of Photons
在非相对论量子电动力学(QED)理论框架下,讨论了光子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统中高位原子的动态斯塔克位移。结果表明,与普通的二维光子流体相比,光子BEC中原子的斯塔克位移受到温度因子的修正。在光子BEC中,斯塔克位移的值总是大于二维自由空间中的斯塔克位移。讨论了这一现象的物理根源和潜在的应用前景。
2013-05-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative phase transitions in $n$-photon driven quantum nonlinear resonators
本研究针对n光子驱动的量子非线性谐振器的耗散相变展开,通过半经典方法推导二阶相变发生条件,结合量子动力学验证预测,提出Liouvillian框架,为量子传感与信息处理的相关研究提供支撑。
2023-10-31 quant-ph
Quantum gates utilizing dark and bright states in open dissipative cavity QED
本文提出基于单光子与开放耗散纳米腔中量子发射体系综相互作用的量子门形式体系,利用亮暗态动力学操控光子偏振态。
2024-03-15 quant-ph
Non-Hermitian Purcell Physics in Dissipatively Coupled Planar Photon-Magnon Systems
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)(印度理工大学(贝拿勒斯印度教大学))
本研究在耗散耦合平面光子-磁子系统中探索非厄米Purcell效应,通过理论框架与仿真揭示磁子阻尼和饱和磁化强度对Purcell增强的控制,为芯片兼容的非厄米腔磁子学提供新策略。
2026-09-24 quant-ph
Note on Bose-Einstein condensation of photons
本文首先对光子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)进行了简明的数学推导,详细阐述了以前的结果[Müller,E.E.,Annals of Phys.184,219-230(1988); Müller,E.E. Physica 139 A,165-174(1986)],包括关于凝聚函数的新结果,其次,应用该框架来一致地解释Klaers J.,施密特,J.,Vewinger,F & Weitz,M.,Nature 468,545-548(2010).这里提出的理论方法邀请显着拓宽的实验框架,包括三维光子谐振器和热化机制不同的染料介质中的腔中的光子的BEC。
2018-01-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of photon condensation in an arbitrary gauge condensed matter cavity model
推导了电磁场中凝聚物质转变为光子凝聚相的任意规范判据,证明其规范不变性,并揭示光子凝聚可在空间均匀场中发生且其磁电特性依赖于规范选择。
2022-10-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum estimation of Kerr nonlinearity in driven-dissipative systems
本文主要研究了驱动耗散系统中克尔非线性的量子测量。在没有耗散的情况下,非线性参数$χ$的测量精度按“超级海森堡标度”$1/N^2$缩放,其中$N$是由于非线性发生器引起的粒子(光子)的总平均数。在这里,我们发现“超海森堡标度”$1/N^{3/2}$也可以通过选择适当的询问时间来获得。在稳态下,只有在单光子损失和单光子驱动或双光子驱动的情况下,当非线性参数接近于0时,才能实现“超海森堡标度”$1/N^{3/2}$。随着非线性强度的增加,“超海森堡标度”消失。在单光子驱动的情况下,当系统在单光子损失的基础上又遭受双光子损失时,在非线性度$χ=0$处将不会出现最佳测量精度。与直觉相反,在双光子驱动的情况下,我们发现并不是双光子损失越大,测量精度就越低。这意味着增加双光子损耗可以在一定程度上提高$χ$的测量精度。
2022-04-12 quant-ph
Dissipative phase transitions and chaos in two-photon driven quantum optomechanics
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院);Università di Pavia(帕维亚大学)
研究双光子驱动光机械系统中的非平衡临界性和混沌,结合多种分析方法表明其支持一、二阶耗散相变,强泵浦下有混沌等现象,确立该系统为可出现多种特性的实验平台。
2026-07-15 quant-ph
Nested Open Quantum Systems Approach to Photonic Bose$-$Einstein Condensation
本研究采用嵌套开放量子系统方法推导主方程,基于宏观量子电动力学描述光子玻色-爱因斯坦凝聚态,可处理任意形状的光子凝聚体并得到染料分子的腔模吸放速率。
2022-03-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Photon condensation from thermal sources and the limits of heat engines
研究通过热源泵浦在微腔中实现光子凝聚,揭示了热机极限与凝聚条件的关系,为量子热机实验提供新途径。
2025-12-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of Photon Condensation in a Spatially-Varying Electromagnetic Field
在空间均匀的量子腔场中实现平衡超辐射量子相(光子凝聚)被源于规范不变性的“不通过”定理所禁止。我们在这里表明,不去定理不适用于空间变化的量子腔场。我们发现其发生的标准,完全取决于静态的,非本地的轨道磁化率$χ_{\rm orb}(q)$,在腔光子动量$\hbar q$的电子系统(ES)的评价。只有满足Condon不等式$χ_{\rm orb}(q)>1/(4π)$的3DES才能产生光子凝聚。对于实验相关的情况下,二维(2D)ES嵌入准2D腔的标准再次涉及$χ_{\rm orb}(q)$,但也垂直尺寸的腔。我们使用这些考虑来确定理想的光子凝聚的电子特性。我们的理论是非微扰的电子-电子相互作用的强度,因此适用于强关联ES。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bose-Einstein condensation of photons in a plasma
我们研究了等离子体中光子的玻色-爱因斯坦凝聚,其中包括横向光子和等离子体激元的情况。考虑相对论各向同性等离子体中光子和等离子体激元模的四波混频过程,确定了最低阶的耦合常数。我们进一步表明,光子凝聚是可能的,在一个无界的等离子体,因为与其他光学介质相比,等离子体引入一个有效的光子质量。这保证了有限的化学势和临界温度的存在,这是计算横向光子和等离子体激元。通过考虑四波混频过程,我们导出了凝聚体中光子之间的相互作用。我们还研究了凝聚态光子和等离子体激元气体的元激发(或Bogoliubov模),并确定了各自的色散关系。最后,我们讨论了光子凝聚的动力学通过等离子体中的光子和电子之间的逆康普顿散射。
2017-04-20 cond-mat.other cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Cavity QED of Strongly Correlated Electron Systems: A No-go Theorem for Photon Condensation
尽管经过几十年的研究,超辐射量子相(这里称为光子凝聚)是否能在平衡状态下发生仍不清楚。在这封信中,我们首先表明,当一个非相对论量子多体系统耦合到一个腔场,规范不变性禁止光子凝聚。然后,我们提出了一个微观理论的腔量子电动力学的扩展Falicov-Kimball模型,表明,在协议的一般定理,其绝缘铁电和激子凝聚相不改变腔,不支持光子凝聚。
2019-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Photon Condensation and Enhanced Magnetism in Cavity QED
磁分子耦合到微波谐振腔($LC$谐振腔)的系统经历平衡超辐射相变。这种转变在实验上是可以观察到的。耦合的效果首先说明真空诱导的铁磁秩序在量子伊辛模型,然后通过修改的磁相图的${\rm Fe_8}$偶极晶体,举例说明内在和光子诱导的自旋-自旋相互作用之间的合作。最后,一个传输实验,以解决过渡,测量量子电动力学控制的磁性。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-photon pumped exciton-polariton condensation
双光子吸收(TPA)允许访问否则光无法访问的物质的暗态,其作为量子信息处理的重要构建块。在半导体微腔中,TPA驱动的强耦合轻物质激子-极化激元的凝聚可以实现暗态-凝聚相互作用的新的固态量子模拟,并且被预测为激发THz发射。在这里,我们报告的第一个观察到的双光子泵浦极化激元凝聚,证明了角分辨光致发光在GaAs基微腔。TPA是证明在二次发射依赖于泵浦功率低于和高于冷凝阈值,和二次谐波产生被排除了这两个阈值行为,并通过显示不依赖于泵浦光子能量的发射峰值能量。我们的研究结果为新型极化激元源和集体量子态与单个二能级系统的固态相干控制铺平了道路。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of photon-phonon correlations via dissipative filtering
腔光学力学通过利用辐射压力使光子-声子相互作用和关联成为可能。在这里,我们实现了一个“腔在一个膜”的光学机械架构,它允许通过集成的光学腔检测光刻定义的运动,光刻膜。使用耗散滤波方法,我们能够消除原位探测光,并观察与低频膜机械模式相关的光子-声子关联。所开发的方法是普遍适用于研究低频光散射过程中,传统的频率选择性过滤是不可行的。
2022-09-08 physics.optics quant-ph
Supermode-Density-Wave-Polariton Condensation
相变,其中多体系统的可观察性质不连续地改变,可以发生在开放和封闭系统中。超冷原子提供了一个示范性的模型系统,以证明封闭系统相变的物理,证实了许多理论模型和结果。我们对量子系统中的耗散相变的理解还不太发达,探测这种物理的实验更是如此。通过将冷原子置于光学腔中,诱导光与原子激发态之间的强耦合,人们可以在实验上研究开放量子系统的相变。在这里,我们观察和研究了一种新的形式的非平衡相变,凝聚的超模密度波极化激元。这些极化激元由腔光子耦合到量子气体的原子密度波的混合“超模”形成。因为腔支持多光子空间模式,并且因为物质-光耦合可以与这些模式的能量分裂相媲美,所以在凝聚时,超模极化激元的组成被物质-光耦合改变。这些结果,发现在少模简并腔制度,证明了完全多模腔表现出超越平均场论的物理潜力。这样的系统将提供实验访问驱动耗散量子系统中的非平凡相变,以及使新的非平衡自旋玻璃和神经形态计算的研究。
2016-06-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bose Condensation of Photons Thermalized via Laser Cooling of Atoms
玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)是在低温下实现的物质的量子相。光子是玻色子中最重要的种类之一,由于缺乏粒子数守恒,通常不会凝聚。我们最近描述了一个光子热化机制,它产生了一个巨正则系综的光与有效的光子数守恒之间的子系统和粒子库。这种机制发生在原子的多普勒激光冷却期间,其中原子用作温度库,而冷却激光光子用作粒子库。在这里,我们解决这个问题的可能性BEC的光子在这个激光冷却光子热化的情况下,理论上证明了玻色凝聚的光子可以实现通过冷却的两个级别的原子(实现与碱土金属原子)内的法布里-珀罗腔的合奏。
2018-09-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Photon condensation, Van Vleck paramagnetism, and chiral cavities
本文提出了一个平面方形分子与量子化空间变化腔电磁矢势耦合的规范不变模型,发现在时间手征腔中,分子处于Van Vleck顺磁区域时会发生向光子凝聚态的平衡量子相变。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Homodyne versus photon-counting quantum trajectories for dissipative Kerr resonators with two-photon driving
我们研究了两种不同的量子轨道的非线性光子谐振腔受双光子泵浦,最近研究的配置为光子薛定谔猫态的产生。在没有反馈控制和强驱动极限下,稳态密度矩阵是两个具有相等权重的状态的统计混合。虽然沿着一个单一的光子计数轨迹的系统间歇性切换之间的奇数和偶数猫状态,我们表明,零差检测的情况是不同的。实际上,零拍量子轨迹揭示了相反相位的相干态之间的转换。
2017-05-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of Bose-Einstein Condensation of Light in a Microcavity
提出了染料微腔中光的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)理论。考虑了所有腔模中光子的偏振简并以及染料分子与光子的相互作用。该理论超越了巨正则近似,并允许一个确定的统计性质的光子气体的所有数量的染料分子和光子在所有温度下,从而描述微观,介观和宏观光BEC从一般的角度来看。得到了光子凝聚和偏振光子凝聚的二阶相干度之间的普遍关系。光子玻色-爱因斯坦凝聚体可以作为一种新的非经典光源。
2013-08-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.optics
Spectrum, Landau-Zener theory and driven-dissipative dynamics of a staircase of photons
我们研究了三个玻色子原子模与腔模非线性耦合模型中光子的产生。在没有外部驱动和耗散的情况下,不同光子数的能级聚集成一个能量阶梯,可以用来指导制备多光子态。我们考虑绝热光子产生,驱动系统通过一系列的朗道-齐纳跃迁的存在下,外部相干光泵浦。我们还分析了系统的非平衡动力学所造成的竞争的突然开关的相干光子泵浦和腔光子损失,我们发现,该系统接近一个平台与给定数量的光子,这成为亚稳态后增加的光子泵浦率。我们讨论的敏感性的时间尺度为发病的亚稳态行为的系统参数和预测的光子达到的值,解决驱动耗散动力学,包括三体之间的相关性光和物质的自由度。
2019-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effective dissipative dynamics for polarized photons
在开放量子系统的框架下,利用量子动力学半群可以有效地描述偏振光的传播。这些扩展的时间演化引起不可逆性和耗散。在实验室和太空中进行的计划中的高灵敏度实验将能够对这些非标准效应施加严格的限制。
2000-09-25 hep-ph hep-th quant-ph