Dissipative Bose-Hubbard system with intrinsic two-body loss
报道了光晶格中玻色镱原子亚稳态$^3P_2$态动力学的实验研究。通过亚稳$^3P_2$原子的内禀强非弹性碰撞实现了具有在位两体原子损失的耗散玻色-哈伯德系统。研究了以单元填充的莫特绝缘体为初始态的原子损耗行为,发现原子间的强关联抑制了原子损耗。此外,当我们减少的潜在的深度的晶格,我们观察到的增长的相位相干性,并发现其抑制由于耗散。
2018-09-26 cond-mat.quant-gas
Driven-dissipative many-body pairing states for cold fermionic atoms in an optical lattice
讨论了在光晶格中通过耦合系统到库中诱导受控耗散过程来制备冷费米子原子多体态。基于结合泡利阻塞和相邻站点之间的相位锁定的机制,我们构建了一套完整的跳跃算子描述耦合到一个水库,导致耗散准备的费米子的配对状态与各种对称性的情况下,直接粒子间的相互作用。我们讨论了这些状态的唯一性,并证明了它与小规模的数值模拟。在后期的时间耗散动力学,我们确定了一个“耗散间隙”,坚持在热力学极限。这个差距意味着所有的多体观测值的指数收敛到他们的稳态值。然后,我们研究如何这些配对状态可以作为一个出发点,通过绝热状态的准备过程,也涉及到配对状态的父哈密顿量的费米-哈伯德哈密顿量的基态的准备。我们还提供了一个原理证明的例子来实现这些耗散过程和配对状态的父哈密顿量,基于Yb 171原子的光晶格势。
2012-05-02 cond-mat.quant-gas
Two-time Correlations Probing the Dynamics of Dissipative Many-Body Quantum Systems: Aging and Fast Relaxation
两时间关联是研究多体系统动力学的重要工具。我们利用这些关联函数来研究耗散量子系统的动力学。扩展绝热消除方法,我们表明,相关性可以显示两种不同的行为,这取决于可观察到的利益:一个快速的指数衰减,与时间尺度的顺序的耗散耦合,或一个慢得多的动态。我们应用这种形式主义的玻色子在双井受到相位噪声。当单粒子关联指数衰减时,密度-密度关联显示出缓慢的老化动力学。我们还表明,耗散工程量子态的两个时间的相关性可以演变成一个截然不同的方式相比,他们的哈密顿对应。
2014-07-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Driven dissipative preparation of few-body Laughlin states of Rydberg polaritons in twisted cavities
我们提出了一个驱动耗散的协议,用于创建一个光学模拟的劳克林态的里德伯极化激元系统中的扭曲光学腔。我们设想通过以精心选择的模式注入光子来共振驱动系统进入4-极化子状态。极化激元-极化激元相互作用的耗散性质导致衰减成劳克林态的双极化激元模拟物。这种技术的推广可用于探索分数统计和基于任意子的量子信息处理。我们还模拟了最近的实验,试图连贯地进入这种相同的状态。
2021-07-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative Preparation of Correlated Quantum States in Dipolar Rydberg Arrays
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
本文提出一种耗散协议,通过非互易、能量选择性跃迁制备关联量子态,无需先验哈密顿量知识,为可编程平台提供灵活可扩展的状态制备框架。
2026-04-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Anomalous momentum diffusion in a dissipative many-body system
退相干在量子物理学中无处不在,从概念基础到量子信息处理或量子技术,它都是必须应对的威胁。虽然退相干已被广泛研究的简单,良好的孤立系,如单原子或离子,少得多的是已知的多体系统中,粒子间的相关性和相互作用可以大大改变耗散动力学。本文报道了自发发射如何破坏光晶格中强相互作用玻色子气体的空间相干性的实验研究。而不是标准的动量扩散预期的独立原子,我们观察到一个异常的子扩散膨胀,与普遍减慢$\propto 1/t^{1/2}$的退相干动力学。这种代数衰变反映了缓慢弛豫的多体态的出现,类似于许多激发发射体的亚辐射态。这些结果,理论预测的支持下,提供了一个重要的基准在开放的多体系统的理解。
2019-05-12 cond-mat.quant-gas
Ergodicity breaking from Rydberg clusters in a driven-dissipative many-body system
本研究针对驱动耗散量子多体系统中耗散破坏量子相干、难以探测遍历性破缺的问题,利用里德堡原子的强相互作用特性,通过调节原子密度实验观测到从遍历到遍历性破缺的动力学转变,证实里德堡多体系统可用于非平衡相变研究。
2023-05-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonequilibrium Phase Diagram of a Driven-Dissipative Many-Body System
研究了具有驱动和耗散的格点上多体玻色系统的非平衡动力学。的时间演化描述的主方程,我们在一个广义Gutzwiller平均场近似的密度矩阵治疗。耗散过程被设计成使得系统在玻色子之间不存在相互作用的情况下被驱动到具有非对角长程序的均匀稳态。我们调查如何的相干相互作用影响定性的系统的稳定状态的属性,并推导出一个非平衡相图具有相变到一个稳定的状态,没有长程序。的相图也表现出一个扩展的域,其中的不稳定性的均匀的稳定状态引起一个持久的密度模式与自发打破平移对称。在小粒子密度的限制下,我们提供了一个精确的解析描述的时间演化过程中的不稳定性。此外,我们调查的瞬态以下的量子淬火的耗散过程,我们阐明集体拓扑变量在这个政权中发挥的突出作用。
2010-11-14 cond-mat.quant-gas
Enhanced Microwave Sensing with Dissipative Continuous Time Crystals
National Laboratory of Solid State Microstructures and School of Physics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University(南京大学固体微结构物理学院、先进微结构协同创新中心);State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University(华东师范大学精密光谱科学国家重点实验室);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本研究通过微波场驱动的耗散瑞利德系统,揭示了时间晶体相的高灵敏度微波传感特性,实现了约1nV/cm的最小可检测微波场强。
2026-01-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
A solvable family of driven-dissipative many-body systems
精确可解模型在建立平衡多体物理学的复杂现代理解中发挥了重要作用。相反,非平衡模型的解的相对稀缺极大地限制了我们对远离热平衡的系统的理解。我们研究了一类非平衡模型,其中一些可以被看作是横向场伊辛模型的耗散类似物,因为一个有效的经典哈密顿量被耗散过程所挫败,这些耗散过程将系统推向不与哈密顿量交换的状态。令人惊讶的是,这些模型的一个广泛的和实验相关的子集可以有效地解决在任何数量的空间维度。我们利用这些解决方案来证明一个不去定理的稳态相变在一个多体模型,可以实现自然与里德伯原子或捕获的离子,并计算退相干的影响上的一个典型的基于捕获离子的量子计算架构。
2017-03-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Many-Body Non-Hermitian Skin Effect with Exact Steady States in the Dissipative Quantum Link Model
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Department of Physics, Princeton University(普林斯顿大学物理系)
该研究提出了一种具有精确稳态的耗散量子链模型,实现了多体非厄米特皮肤效应,并提出了层次皮肤效应的新类型。
2025-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Integrals of motion as slow modes in dissipative many-body operator dynamics
本研究证明在弱局域耗散下,小支撑运动积分成为多体量子系统林德布拉德动力学的慢模式,其衰减慢于一般算子,且最慢本征算子与IOM重叠大,为识别IOM提供新方法。
2025-08-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Complexity of Fermionic Dissipative Interactions and Applications to Quantum Computing
粒子之间的相互作用通常是量子计算的一个资源,这使得量子多体系统无法被任何已知的经典算法所处理。相比之下,噪声通常被认为是不利于量子多体关联,最终导致系统的经典易处理的状态。这项工作表明,由两体过程(如对损失)表示的噪声与多体相互作用起着相同的作用,并使经典模拟系统普遍适用于量子计算。我们详细分析了这些过程,并建立了一个可模拟和不可模拟系统之间的复杂性过渡作为一个调整参数的函数。我们确定重要类的可模拟和不可模拟的两体耗散。最后,我们展示了如何使用冷原子中的共振耗散可以提高两量子比特门的性能。
2021-09-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Dynamical many-body phases of the parametrically driven, dissipative Dicke model
耗散的Dicke模型表现出一个迷人的非平衡多体相变作为一个驱动的光子腔和大量的二能级原子之间的耦合的函数。我们研究了这种耦合的随时间变化的参数调制的效果,并发现了丰富的相图作为调制强度的函数。我们发现,除了建立正常和超辐射阶段,一个新的阶段与脉冲超辐射,我们称之为动力学正常阶段时,系统参数驱动。采用不同的方法,我们描述了不同的阶段和它们之间的过渡。特别注意耗散在确定相界中的作用。我们的分析铺平了道路的动态稳定阶段的相互作用的光和物质的实验研究。
2015-01-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative Bethe Ansatz: Exact Solutions of Quantum Many-Body Dynamics Under Loss
我们使用贝特Anglands技术来研究耗散系统经历的损失。该方法使我们能够精确地计算Liouvillian谱。这打开了一个广泛的实验相关的模型,包括冷原子进行一个和两个身体的损失,耦合腔阵列与玻色子逃离腔,腔量子电动力学的动力学分析计算的可能性。作为我们方法的一个例子,我们研究了边界驱动XXZ自旋链的弛豫性质。我们精确地计算了Liouvillian间隙,并发现了一种新型的动力学耗散相变的不同弛豫速率。这在物理上转化为在易轴制度中形成稳定的畴壁,尽管存在损耗。这样的分析结果以前是无法访问的这种类型的系统。
2020-04-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Interplay between coherent and dissipative dynamics of bosonic doublons in an optical lattice
我们观察了光晶格中玻色原子对的稠密、强相互作用气体的耗散动力学,在很宽的参数范围内控制了两体相互作用的强度。我们研究了三体损耗如何对晶格动力学做出贡献,解决了许多与多体系统中强耗散效应相关的悬而未决的问题,包括与连续量子芝诺效应的关系。我们观察到快速分解的束缚对弱相互作用,并为更强的相互作用,我们看到doublon衰变率是不对称的,当从吸引力和排斥力的相互作用,并强烈依赖于相互作用和现场损失率。通过比较我们的实验数据与理论分析的少体动力学,我们表明,这些功能源于一个非平凡的组合的耗散动力学的晶格模型描述的标准玻色-哈伯德哈密顿量之外,和修改的三原子动力学在一个单一的网站上,这是产生强大的三体损失。我们的研究结果打开了新的可能性,调查玻色子原子与强大的三体损失功能,并允许更好地了解所需的参数制度,实现强有效的三体相互作用。
2020-06-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Reconfigurable dissipative entanglement between many spin ensembles: from robust quantum sensing to many-body state engineering
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago(芝加哥大学普里茨克分子工程学院);Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF(弗劳恩霍夫应用固体物理研究所)
本文提出一种基于集体单激发衰变和局域哈密顿量的可重构耗散方案,用于稳定多体自旋系综中的纯纠缠态,实现海森堡极限的差分传感和对称保护拓扑序态。
2026-03-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
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
Bifurcation of time crystals in driven and dissipative Rydberg atomic gas
本文在驱动耗散里德伯原子系统中观测到多个连续时间晶体及其分岔、双稳态和磁滞回线,为调控非平衡系统时间对称性开辟了新途径。
2024-02-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Dynamical Phase Transitions and Instabilities in Open Atomic Many-Body Systems
讨论了一个开放的驱动耗散多体系统,其中幺正哈密顿和耗散Liouvillian动力学的竞争导致非平衡相变。它具有相互作用驱动的量子相变和有序相连续连接到热态的经典相变的特征。在一个广义Gutzwiller方法,其中包括混合态密度矩阵的描述,我们的特点是完整的相图和临界行为的相变接近作为时间的函数。我们发现了一种新的波动引起的动力学不稳定性,它发生在长波长作为一个微妙的耗散重整化效应对声速的结果。
2010-08-05 cond-mat.quant-gas
Many-Body Dissipative Flow of a Confined Scalar Bose-Einstein Condensate Driven by a Gaussian Impurity
研究了雪茄形玻色-爱因斯坦凝聚体中由可动的奥赛杂质简谐振荡引起的多体耗散流。对于非常小和大的驱动频率,超流相被保留。对于中间驱动频率,通过拖曳力的非零值来识别耗散,所述拖曳力的非零值的突然增加发出灰孤子阵列的自发下游发射的信号。在每个发射事件之后,通常形成的每个孤立波衰减并分裂成两个子灰色孤立波,发现这两个子灰色孤立波在大的演化时间内在玻色子背景中稳健传播。特别是,观察到一个平稳过渡到耗散,与孤立波形成的{ \it临界}速度取决于两个障碍物的特性,即其驱动频率和宽度,以及相互作用的强度。单次模拟样本的方差表明系统的碎片化性质;在这里,发现在相干结构形成变得显着的驱动频率的演变过程中,方差增加。最后,我们证明了对于相当大的粒子数,在现场单次拍摄的图像直接捕捉灰孤子的衰变和分裂。
2018-07-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Dynamics of Ultracold Quantum Gases in the Dissipative Fermi-Hubbard Model
我们采用亚稳态超冷的$^{173}$ Yb原子,从实验和理论上研究了一维耗散Fermi-哈伯德模型中的动力学,观察到在初始快速瞬态动力学之后,两体损失完全被抑制.我们把粒子丢失的抑制归因于高纠缠Dicke态的动力学产生。对于几个晶格深度和两个和六个自旋组件的混合物,我们发现非常相似的动力学,表明强相关态的创建是一个强大的和普遍的现象。这为精确测量提供了有趣的机会。
2018-05-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Many-Body Open Quantum Systems
本文系统综述开放量子多体系统的理论框架、耗散稳态工程、耗散相变、关联耗散动力学及随机量子轨迹与测量诱导相变,为可控耗散与相干平台中的多体物理提供统一理论视角。
2025-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dissipative Stabilization of Floquet-Engineered Many-Body Order
Boston University(波士顿大学);Harvard University(哈佛大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland(NIST/马里兰大学联合量子研究所)
研究弗洛凯驱动下多体序的稳定化问题,利用静态耦合耗散辅助系统冷却系统到低能态,通过数值方法在伊辛链中证实稳健冷却及离散时间晶体序,为驱动耗散系统稳态提供解析处理方法。
2026-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Dissipative Preparation of Many-Body Spin Steady States Using Trapped Ultracold Atoms
该研究提出利用Raman激光和背景BEC作为激发储库,通过周期性耦合双势阱中的超冷原子,使其总自旋期望值耗散演化至稳态。
2024-01-28 cond-mat.quant-gas
Light-cone and diffusive propagation of correlations in a many-body dissipative system
我们分析了在与环境接触的强相互作用量子系统中,相互作用突然改变后相关性的传播。特别是,我们认为在玻色-哈伯德模型中的相互作用淬火,深入莫特绝缘相,在退相的影响下。我们观察到耗散有效地加快了单粒子相关性的传播,同时降低了它们的相干性。相反,对于两点密度相关,初始弹道传播制度让位于扩散在中间时间。数值模拟的基础上,依赖于时间的矩阵产品状态算法,补充了一个定量准确的费米子准粒子的方法,提供了一个直观的描述的初始动力学的合弄和doublon激发。
2018-03-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Eightfold way to dark states in SU(3) cold gases with two-body losses
本文研究了一维SU(3)对称冷原子系统在两体损耗作用下的量子动力学。我们利用SU(3)的表示理论,即所谓的八重方法,作为一种方案来组织广义Dicke态的耗散动力学的暗态,并显示它们是如何动态接近的,无论是在弱相互作用和强相互作用和耗散制度。我们的研究结果是相关的广泛的类碱土(类)气体的实验,铺平了道路的耗散制备和开发的广义Dicke状态。
2022-05-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative Binding of Lattice Bosons through Distance-Selective Pair Loss
我们表明,在超冷原子气体中,距离选择性两体损耗可以通过原子对相互作用的电子态的共振激光激发来设计。在一个光晶格,这导致了一个耗散的主方程动力学与Lindblad跳跃运营商,湮灭原子对具有特定的粒子间距离。结合晶格位点之间的相干跳跃,这种不寻常的耗散机制导致形成相干的长寿命复合物,甚至可以表现出与其外部运动强烈耦合的内部能级结构。我们在一个硬核玻色子系统中详细分析了这种违反直觉的现象。虽然目前的研究已经确定,耗散一般可以导致出现的相干功能在多体系统中,我们的工作表明,强非局部耗散可以实现粒子的绑定机制。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dicke time crystals in driven-dissipative quantum many-body systems
迪克模型--量子光学中超辐射的一个典型例子--描述了一个原子系综,这些原子集体耦合到一个漏腔模式。由于这些相互作用的合作性质,系统的动力学被单个平均场集体自旋的行为所捕获。在这种平均场极限下,最近的研究表明,光子损失和光-物质耦合的周期性驱动之间的相互作用可以导致集体自旋的时间结晶行为。在这项工作中,我们调查是否这样的迪克时间晶体是稳定的扰动,明确打破了传统的迪克模型的平均场可解性。特别是,我们考虑了原子之间的短程相互作用,这打破了集体耦合,导致复杂的多体动力学。在这种情况下,周期性驱动,耗散和相互作用之间的相互作用产生了丰富的动态响应,包括长寿命和亚稳态的迪克时间晶体,其中损失可以冷却来自周期性驱动的能量的连续泵送产生的多体加热。具体来说,当额外的短程相互作用是铁磁的,我们观察到的时间结晶行为在非微扰值的耦合强度,这表明可能存在稳定的动力学秩序的驱动耗散量子多体系统。这些发现说明了量子光学平台中具有多体特征的新型动力学响应的丰富本质。
2019-04-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative Dynamics of a Fermionic Superfluid with Two-Body Losses
本文研究双体损耗下费米子超流体的耗散动力学,通过变分方法推导Anderson赝自旋方程,发现耗散导致序参量短时快衰减、长时幂律衰减,并重整化相干振荡频率从而消除BCS同步。
2023-02-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-equilibrium dynamics in dissipative Bose-Hubbard chains
开放多体量子系统最近在量子信息科学和生物团簇和超冷原子气体的量子输运的背景下重新引起了人们的兴趣。基于主方程方法描述一维晶格中超冷玻色子的耗散动力学,给出了不同设置下的一系列结果。预测了介观稳定多体结构的产生,研究了中性原子在强相互作用和弱相互作用下的非平衡输运。
2015-11-09 cond-mat.quant-gas nlin.CD
Theoretical methods to treat a single dissipative bosonic mode coupled globally to an interacting many body system
我们提出了两种方法,能够描述一个相互作用的多体系统的动力学晶格耦合全局耗散玻色子模式。物理实现例如是耦合到光学腔的光子模式的光晶格中的超冷原子气体或耦合到THz腔场的固体中的电子气体。第一种方法,适用于大的耗散强度和任何系统的大小,是一个变种的多体绝热消除方法调查系统的长时间动力学。第二种方法扩展了含时矩阵乘积技术,以捕捉相互作用粒子到玻色子模的全局耦合及其开放性质。它给出了小到中等系统尺寸的数值精确结果。作为我们的方法的基准,我们执行的Bose-Hubbard链耦合到腔模式的全量子演化。我们发现,当考虑全原子腔耦合时,会发生与平均场行为的重要偏差[1]。
2020-11-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Controlling many-body quantum chaos in a dissipative optical cavity
Institute of Physics and Center for Quantum Science and Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所与量子科学与工程中心)
研究典型腔QED设置的驱动耗散动力学,含可控无序和长程相互作用。发现腔损耗和自发辐射这两个耗散源结构不同,导出腔QED平台中多体量子混沌观测与控制的定量约束。
2026-07-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Exceptional points in dissipative coupling polaron-polaritons
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa(墨西哥自治大学伊兹塔帕拉帕分校);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学)
研究双激子共振下强关联激子-极化激元中耗散光-物质耦合如何产生极化子-极化激元谱的异常色散和奇异点,揭示非厄米多体物理的可调控平台。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Resonant enhancement of three-body loss between strongly interacting photons
里德伯极化激元提供了一个罕见的系统类型的例子,其中三体相互作用可以与两体相互作用一样强,甚至更强。三体相互作用可以是色散的或耗散的,这两种类型都可能产生奇异的、强相互作用的和拓扑的物质相。尽管过去的理论和实验研究与色散相互作用的制度,耗散制度仍然是大多未探索。利用重整化群方法求解三体薛定谔方程,我们证明了耗散三体力的形状和强度是如何普遍增强的里德伯极化激元。我们展示了这些相互作用如何与通过单模腔的传输有关,这可以在当前的实验中用作三体物理的探针。
2020-10-19 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
The Dissipative Bose-Hubbard Model. Methods and Examples
开放多体量子系统在量子信息科学以及生物团簇和超冷原子气体的量子输运方面引起了新的兴趣。多粒子玻色子系统的物理相关性在于实现反直觉的输运现象和由于工程耗散而随机制备高度稳定和纠缠的多体状态。我们回顾了各种方法来描述一个开放的相互作用的超冷玻色子系统,可以模拟紧束缚哈伯德近似。随着理论和数值技术的介绍,我们提出了一系列的结果在不同的设置,基于主方程描述的耗散动力学的超冷玻色子在一维晶格。到目前为止,标准的数值方法,如精确解开的主方程的量子跳跃的小系统和超越平均场展开的较大的,我们提出了一个相干态路径积分形式主义的基础上,费曼弗农理论应用到多体上下文。
2015-10-01 cond-mat.quant-gas
Variational approach to the dynamics of dissipative quantum impurity models
本文提出高斯态叠加变分拟设与量子轨迹相结合的非微扰方法,研究耗散量子杂质动力学,揭示两体损失诱导的近藤效应、零偏压负电导及铁磁畴形成,并扩展至高自旋近藤模型。
2025-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exact Liouvillian Spectrum of a One-Dimensional Dissipative Hubbard Model
本文证明了具有两体损失的一维耗散哈伯德模型是精确可解的。利用非厄米特推广的Bethe-Anglerian方法得到了Liouville超算子的精确本征谱。我们发现稳定状态,Liouvillian差距,和一个例外的点,这是伴随着相关长度的分歧。量子芝诺效应引起的自旋-电荷分离的耗散版本也被证明。我们的结果给出了一类新的开放量子多体系统的精确可解Liouvillians,它可以用超冷原子进行非弹性碰撞来检验。
2021-03-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipation Induced Structural Instability and Chiral Dynamics in a Quantum Gas
耗散和么正过程定义了多体系统的演化。它们的相互作用引起动态相变,并可能导致不稳定性。我们在一个具有独立可控幺正耦合和耗散耦合的合成多体系统中发现了一个手征性质的非定态。我们的实验是基于旋量玻色气体与光学谐振腔的相互作用。谐振腔场的正交正交积分相干地将玻色-爱因斯坦凝聚体耦合到两个不同的原子空间模式,而谐振腔损耗的色散效应介导这些模式之间的耗散耦合。在占主导地位的耗散耦合的制度,我们观察到的手征演化和映射到一个位置不稳定。
2019-01-17 cond-mat.quant-gas
Driven-dissipative control of cold atoms in tilted optical lattices
提出了一系列控制倾斜光晶格中冷原子的驱动-耗散方案。这些实验上可获得的例子是演示如何使用耗散来操纵量子多体系统的模板。我们考虑玻色子原子被囚禁在倾斜的光晶格中,浸没在超流浴中,并被相干拉曼激光激发。有了这些成分,我们就能够在晶格中可控地传输原子,并产生自我修复的量子态:莫特绝缘体和拓扑有序的自旋1 AKLT态。
2021-04-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Role of interactions in a dissipative many-body localized system
最近的实验和理论研究主要集中在耗散对量子多体系统多体局域相的影响。虽然在失相噪声的存在下,这样的系统达到一个独特的遍历状态,其动力学的特点是缓慢的松弛表现在非指数衰减的自相关。在这里,我们阐明了目前争论的问题,即相互作用对这种松弛动力学的作用。我们专注于实验相关的情况下,从一个初始的电荷密度波的演变中存在的强退相噪声。我们发现一个交叉从一个政权占主导地位的混乱的相互作用,与随之而来的变化的时间常数从拉伸指数压缩指数形式。强烈的相互作用制度可以解释的松弛区域的成核和生长动力学-让人想起在软物质系统中的结晶动力学-和应该是可观察的实验。这种相互作用驱动的交叉表明,相互作用和噪声之间的竞争产生了比迄今为止预期的更丰富的MBL相结构。
2016-05-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Controlling the dynamics of an open many-body quantum system with localized dissipation
实验研究了局域耗散势对宏观物质波的作用,具体方法是用电子束照射原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。我们测量的耗散势引起的损失作为一个函数的耗散强度观察一个矛盾的行为时,耗散的强度超过一个临界极限:为增加的耗散率的原子数量从BEC失去变得更低。我们重复实验的不同参数的电子束,我们比较我们的结果与一个简单的理论模型,发现非常好的协议。通过监测引起的耗散缺陷的动力学,我们确定的机制是负责所观察到的矛盾行为。最后,我们证明了我们的耗散动力学和测量的密度分布的BEC允许的芝诺效应的广义定义之间的联系。由于对每个参数的高度控制,我们的系统是一个很有前途的候选人的工程完全可控的开放量子系统。
2012-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamical Phase Transition of Dissipative Fermionic Superfluids
本文在开放量子系统中推导广义含时Hartree-Fock-Bogoliubov方程,通过研究BCS极限下引入损耗后的淬火动力学,发现超流序参量非解析消失且超流组分导数在有限临界时间不连续变化的普适动力学相变。
2025-06-06 cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian physics in the dissipative many-body system of Rydberg atoms
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学量子信息重点实验室);Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学量子信息与量子科技创新研究院)
本文综述了Rydberg原子系统中非厄米特物理的研究进展,探讨了非厄米特哈密顿量的构造、耗散机制及其对能谱和对称性破缺的影响。
2026-08-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-equilibrium Functional Renormalization for Driven-Dissipative Bose-Einstein Condensation
我们提出了一个全面的分析在三维空间的驱动耗散玻色凝聚转变的临界行为。出发点是在多体量子主方程方面的系统的微观描述,其中相干和驱动耗散动力学发生在平等的基础上。一个等效的Keldysh实时功能积分的重新制定打开了一个实际的评估使用的工具,量子场论的问题。特别是,我们开发了一个功能的重整化群方法来定量地探讨这个固定的非平衡系统的普适类。关键的结果包括出现的渐近热化的分布函数,而明显的非平衡特性被证明在一个新的,独立的临界指数的响应特性。因此,驱动耗散的微观性质被认为是承担可观察到的后果,在最大的长度尺度。在封闭的平衡系统中存在的两个对称性的情况下-潜在的粒子数守恒和细致平衡,分别-被确定为这种新的非平衡临界行为的根源。我们的结果是相关的宽范围的开放量子系统的接口上的量子光学和多体物理,从激子极化激元凝聚冷原子气体。
2014-05-08 cond-mat.quant-gas
Quantum many-body Jarzynski equality and dissipative noise on a digital quantum computer
该研究在囚禁离子和超导量子计算机上对最多十六个相互作用自由度的系统验证量子多体 Jarzynski 等式与 Crooks 关系,并揭示快速幺正驱动可补偿能量耗散。
2023-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Nonlinear patterns in Bose-Einstein condensates in dissipative optical lattices
结果表明,一维非线性薛定谔方程具有耗散周期势、非线性损耗和线性泵浦,允许存在稳定的非线性Bloch态吸引子.该模型描述了一个玻色-爱因斯坦凝聚体与非弹性的两体和三体相互作用加载在一个光晶格的损失,由于非弹性相互作用的原子与光子。
2009-12-23 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Driven-dissipative Ising Model: An exact field-theoretical analysis
驱动-耗散多体系统由于其非平衡动力学、耗散和多体相互作用等特点,很难用解析方法进行分析。本文考虑了一个具有局域自发发射的驱动耗散无限程伊辛模型,它是在大失谐极限下由开的Dicke模型自然产生的.利用铃木-特罗特量子到经典映射的适应,我们开发了一个精确的场论分析和自旋模型的图形表示,可以从一个简单的散射图片理解。有了这个表示,我们能够分析临界行为,有限尺寸标度和有效温度附近的相应相变。我们的形式主义进一步允许详细研究的有序相,我们发现一个“加热”区域内的有效温度变为负值,从而表现出真正的非平衡行为。在相变中,我们发现两种不同的临界行为,过阻尼和欠阻尼临界动力学在一般和弱耗散临界点,分别。我们进一步表明,欠阻尼的临界行为是强大的对短程扰动,是不是一个人工制品的平均场性质的模型。为了处理这样的扰动,我们扩展我们的图形表示,包括耦合到自旋波由于短程相互作用。在这项工作中发展的场论方法和动力学应证明是有用的应用程序,一般的短程驱动耗散自旋系统。
2021-01-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Critical fluctuations at a many-body exceptional point
临界现象普遍存在于各种物理学背景中,从凝聚态、高能物理、宇宙学到生物系统,并且由相变或临界点附近的缓慢和长距离波动组成。通常,这些现象与质量模的软化有关。在这里,我们表明,一种新的,非厄米诱导机制的临界现象,不属于这一类可以出现在一般的驱动耗散多体系统的稳定状态耦合二进制序参量如激子极化激元凝聚和驱动耗散玻色-爱因斯坦凝聚体在双阱势。这个"临界例外点“的临界性归因于集体本征模的合并,这些本征模将所有热和耗散噪声激活的波动转换为戈德斯通模式,导致在空间维度$d\le 4$上发散的巨大相位波动。我们的动力学重整化群分析表明,这在高至$d<8$的维度上产生了一个强耦合不动点,它与一个新的普适类相关联,超出了霍恩伯格和哈尔佩林的分类,这表明在这一点上多体修正是多么的强烈。我们发现,这种多体关联的异常增强是由于在临界例外点的声音模式的外观,尽管系统的耗散特性。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Observation of the Mott Insulator to Superfluid Crossover of a Driven-Dissipative Bose-Hubbard System
耗散在自然界中普遍存在,在量子系统中起着至关重要的作用,如引起量子态的退相干。近年来,耗散作为制备和操纵量子态的一种有效手段受到了广泛关注。在这里,我们报告的实现,成功地证明了一个新的作用,耗散的量子相变使用冷原子。通过在三维光晶格中引入可控的两体非弹性碰撞强度,实现了一个工程化的耗散玻色-哈伯德系统.在缓慢下降的光晶格的动力学中,我们发现强的现场耗散有利于莫特绝缘态:莫特绝缘体的熔化被延迟,相位相干性的增长被抑制。通过对耗散的猝灭,突出了耗散的可控性,为研究量子多体态及其非平衡动力学提供了一种新的方法。
2017-12-27 cond-mat.quant-gas
Dissipative Superfluidity in a Molecular Bose-Einstein Condensate
The University of Tokyo(东京大学);Munich Center for Quantum Science and Technology(慕尼黑量子科学与技术中心);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所涌现物质科学中心);Institute for Physics of Intelligence, The University of Tokyo(东京大学智能物理学研究所)
本文针对偶极分子BEC,发展耗散超流输运理论,证明弱两体损耗可诱导相位刚性实现无排斥相互作用的超流,并增强分子BEC稳定性。
2025-10-15 cond-mat.quant-gas
Dicke transition in open many-body systems determined by fluctuation effects
近年来,量子物质与量子光的强耦合是一项重要的实验成果。实现从高精细光学谐振器中的超冷原子气体到耦合到THz腔的电子系统。量子光场的耗散性质以及与量子物质的全局耦合导致了许多令人兴奋的现象,如耗散量子相变到自组织奇异相的发生。这些耗散混合系统的物质耦合到腔场的理论处理是非常具有挑战性的。在此之前,通常采用平均场方法,将自组织相的出现描述为粒子的零温度转变,即基态Dicke转变。在这里,我们开发了一种新的方法,它结合了平均场的方法与微扰处理的波动超出平均场,这成为准确的热力学极限。我们认为,这些波动是至关重要的,以确定混合状态(有限温度)的过渡特性,并解开自组织状态的普遍属性。我们通过与时间相关的矩阵乘积状态计算进行比较来验证我们的结果。
2020-12-22 cond-mat.quant-gas
Dissipative quasi-particle picture for quadratic Markovian open quantum systems
量子多体系统的不同区域之间的相关性可以通过基于(约化的)子系统状态的熵的测量来量化。对于封闭系统,一些分析和数值工具,例如,流体动力学理论或张量网络可以准确地捕获子系统熵的时间演化,从而可以深刻理解量子相关的么正动力学。然而,到目前为止,这些方法要么不能应用于开放量子系统,要么不允许混合态的量子熵的有效计算。在这里,我们在解决这个问题上取得了进展,制定了一个耗散准粒子的图片-描述量子熵在流体力学极限的动力学-为一般类的非相互作用的开放量子系统。我们的研究结果表明,在耗散多体系统中,关联一般是通过准粒子的传播建立的。
2022-12-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipative Floquet engineering of gapped many-body phases using thermal baths
Technische Universität Berlin(柏林工业大学)
本文提出一种耗散策略,通过耦合驱动系统到热浴,抑制Floquet加热并引导系统进入非平衡稳态,实现有能隙的有效基态。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph