Probing weak dipole-dipole interaction using phase-modulated non-linear spectroscopy
相位调制的非线性光谱与高次谐波解调最近被建议提供多体激发的信息。在目前的工作中，我们从理论上探讨了这种方法的应用，以推断通过弱偶极-偶极相互作用相互作用的两个粒子之间的相互作用强度。为此，我们使用完整的数值解的薛定谔方程与时间相关的脉冲。为了解释的目的，我们还推导出微扰理论的解析表达式。我们发现可以通过峰值强度检测偶极-偶极相互作用（与通常用于常规光谱学的线位移相反）。我们提供了一个详细的研究这些强度的激光脉冲的参数和偶极-偶极相互作用强度的依赖关系。有趣的是，我们发现，有一个相位之间的第一和第二谐波解调信号，其值取决于偶极-偶极相互作用的符号。
2017-05-26 physics.atom-ph quant-ph
Dipole blockade without dipole-dipole interaction
偶极阻塞现象是强偶极-偶极相互作用的直接结果，其中由于双激发态移出共振而仅单个原子可以被激发。偶极封锁效应产生的非零纠缠度的两体纠缠是量子信息处理的重要资源。在这里，我们提出了一种新的物理机制来实现偶极封锁没有偶极-偶极相互作用，其中两个量子比特耦合到一个腔，由相干场驱动。通过适当地选择量子位在腔中的位置，并通过调整量子位和腔场的相对衰减强度，我们杀死了许多不需要的激发路径。这导致偶极阻断。此外，我们表明，这两个量子比特强烈纠缠在一个广泛的制度的系统参数。我们发现，这种偶极封锁的一个强有力的签名是腔光子的聚束特性，从而提供了一个可能的测量偶极封锁。我们提出的偶极封锁没有偶极-偶极相互作用的动力学特征。本文提出的方案不仅可以在传统的腔QED中实现，而且可以在包含边模的非腔拓扑光子学中实现。
2021-06-21 physics.optics quant-ph
Dipole-Dipole interaction in photonic crystal nanocavity
基于时域有限差分法研究了光子晶体纳米腔中两个二能级原子间的偶极-偶极相互作用。该方法包括实光子效应和虚光子效应，可用于弱耦合和强耦合情况下具有不同跃迁频率的偶极子。对真空中和理想平面微腔中的偶极子进行了数值验证。对于位于光子晶体纳米腔中的偶极，发现原子位置、原子跃迁频率、共振频率和腔品质因数强烈地影响着偶极-偶极相互作用势和合作衰减参数.通过合理安排两个原子的位置，可以得到相等的合作衰变参数和局域耦合强度。当跃迁频率等于共振频率时，可以获得较大的合作衰减参数。当跃迁频率在谐振频率附近的腔线宽范围内变化时，偶极-偶极相互作用势从吸引势到排斥势连续变化。品质因数越高，合作参数和偶极-偶极相互作用的值越大，变化越剧烈。我们的研究结果为偶极-偶极相互作用的研究提供了一种新的方法，在基于固态纳米腔和量子点系统的量子计算和量子信息处理等领域具有潜在的应用价值。
2011-12-24 physics.optics quant-ph
Artificial abelian gauge potentials induced by dipole-dipole interactions between Rydberg atoms
我们分析了里德伯原子间的偶极-偶极相互作用对阿贝尔人工规范势和场产生的影响。当两个里德伯原子被均匀激光场驱动时，我们证明了原子-原子和原子-场的相互作用产生了新的、非均匀的人工规范势。我们确定的机制负责这些规范的潜力的出现。后者的分析表达式表明，最强的人工磁场达到的制度之间的偶极封锁制度和制度，其中原子是足够远的距离，使原子-光相互作用占主导地位的原子-原子相互作用。讨论了由共振偶极-偶极相互作用和范德华相互作用产生的人工规范场的异同。我们也给出了一个估计实验上可达到的人工磁场产生这种机制，我们讨论了它们的检测通过偏转的原子运动。
2013-12-05 physics.atom-ph quant-ph
Effect of pairwise Dipole - Dipole interaction among three atoms Systems
本文研究了三个二能级原子通过偶极-偶极相互作用的系统。这种相互作用表现为一个原子的激发态与其最近邻原子的基态之间的相互作用。稳态人口的密度矩阵元素，并与只有两个原子时的情况进行比较。可以注意到，第三个原子改变了三个原子的行为。两种配置进行了分析，其中一个是三个原子是在一条线上，没有原子之间的相互作用在端点和其他原子形成一个闭环与每个原子相互作用与它的邻居。
2014-02-16 physics.atom-ph quant-ph
Diffraction limited optics for single atom manipulation
我们提出了一个光学系统，设计用于捕获和观察光学偶极阱中的单个中性原子，该光学偶极阱是通过使用大数值孔径N.A.= 0.5非球面透镜我们实验评估的光学系统的性能，并表明，它是衍射限制在一个很宽的光谱范围内（~ 200 nm）与一个大的横向领域（+/- 25微米）。在透镜的焦点处产生的光镊能够捕获87 Rb的单个原子，并以大的收集效率单独检测它们。我们测量了原子在偶极阱中的振荡频率，并以此值作为光镊束腰的独立确定。最后，我们用相同的透镜产生了两个相距2.2微米的偶极阱，并表明成像系统可以分辨两个原子。
2006-11-23 quant-ph
Entanglement dynamics of Multi-Level Atoms embedded in Photonic Crystals: Leveraging Resonant Dipole-Dipole Interactions and Quantum Interference
本文研究光子晶体中多能级V型原子系统的纠缠动力学，发现共振偶极-偶极相互作用和量子干涉可调控纠缠保持与振荡，为量子相干控制提供新途径。
2025-10-07 physics.optics quant-ph
Deriving the static interaction between electric dipoles via the quantum gauge transformation
只要规范函数被经典地处理，规范变换使电场和磁场保持不变。在本文中，我们考虑通常用于获得电偶极相互作用哈密顿量在一个系统的偶极子和电磁场（Goeppert-Mayer变换）的规范变换和处理的矢量势，出现在规范函数作为一个操作员。在修正电场的同时，导出了偶极子间的静电相互作用。
2013-02-14 physics.atom-ph quant-ph
Influence of direct dipole-dipole interactions on the optical response of 2D materials in strongly inhomogeneous infrared cavity fields
本文研究了直接偶极-偶极相互作用对2D材料在强非均匀红外腔场中光学响应的影响，通过完整对角化系统哈密顿量，发现在极端场限制下包含该相互作用对正确捕捉光学响应至关重要，并提出判断条件方程。
2023-10-19 physics.optics quant-ph
Cluster state generation using van der Waals and dipole-dipole interactions in optical lattices
我们提出了一个可扩展的方法来产生一个团簇状态的测量为基础的量子计算使用范德华或偶极-偶极相互作用的中性原子或极性分子之间的光晶格。最近邻纠缠是通过利用里德伯态原子或大偶极矩态分子的相互作用进行相位门来实现的。所有最近的邻居在有限数量的操作中顺序纠缠，与量子比特的数量无关，产生1D簇状态。在二维光晶格中，通过在一个晶格方向上产生一系列一维团簇态，然后在另一个晶格方向上应用纠缠操作，可以在几ms内产生通用的二维团簇态。我们讨论了Rb里德伯原子方案的可行性。
2012-01-12 physics.atom-ph quant-ph
Modification of scattering lengths via magnetic dipole-dipole interactions
我们提出了一种新的机制，用于调谐原子s波散射长度。这种效应是由不同塞曼子能级之间通过磁偶极-偶极相互作用的虚跃迁引起的。这些转变产生了一个有效的潜力，这与标准的磁相互作用，具有各向同性的组成部分，从而影响s波碰撞。我们的数值分析表明，铬-50的散射长度可以修改高达15%。
2006-11-01 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear theory of laser-induced dipolar interactions in arbitrary geometry
受激光辐射影响的可极化偶极子，如原子、分子或纳米颗粒，可能相互吸引或排斥。我们推导出一个一般的形式主义，在这种激光诱导的偶极-偶极相互作用（LIDDI）在任何几何形状和任何激光强度的描述中的谐振偶极-偶极相互作用（RDDI）由激光器打扮的偶极之间。我们的表达式提供了一个物理上清晰，技术上简单的路线，在一般的几何LIDDI的分析。这种方法可以处理偶极子之间的机械和内部状态的相互作用。我们的一般结果揭示LIDDI效应由于非线性偶极激光相互作用，未占由以前的治疗LIDDI。我们讨论，通过几个简单的方法，这些非线性效应的起源和他们在以前的作品中没有。
2014-04-28 physics.atom-ph quant-ph
Charge-dipole and dipole-dipole interactions in two-dimensional materials
推导了二维位形空间中电荷-偶极相互作用和偶极-偶极相互作用的解析表达式。我们证明了在二维情况下，降维可以改变电荷-偶极子和偶极子-偶极子相互作用。这些相互作用在大距离处的渐近性与三维位形空间中的电荷-偶极和偶极-偶极相互作用一致。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of Entanglement and Bell-nonlocality for Two Stochastic Qubits with Dipole-Dipole Interaction
我们研究了两个具有偶极-偶极相互作用的噪声量子比特的Bell非定域性（用CHSH不等式度量）和纠缠度（用并发度量）的解析动力学。偶极-偶极相互作用产生的非局域纠缠被发现是保护从突然死亡的某些初始状态。
2010-09-29 quant-ph
Near-threshold bound states of the dipole-dipole interaction
我们研究了描述两个场取向的偶极矩之间相互作用的模型哈密顿量的两体束缚态。这个模型已经被广泛应用于超冷极性分子和磁性原子的多体物理中，但是它的少体物理还没有得到充分的研究。在硬壁短程边界条件下，偶极-偶极束缚态是普遍存在的，并且表现出不同性质的态之间避免交叉的复杂模式。对于更现实的Lennard-Jones短程相互作用，我们考虑代表磁性原子和极性分子的参数。对于磁性原子，束缚态由Lennard-Jones势控制，微扰偶极-偶极相互作用被范德华束缚态的特殊结构所抑制。对于极性分子，我们发现了一个稠密的流形的偶极-偶极束缚态与许多避免交叉作为诱导偶极或施加场的函数，类似于那些硬壁边界条件。对于成对的超冷极性分子，这种普遍的状态模式可以用光谱观察到。
2018-08-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The field-induced interaction between non-resonant magnetic dipoles
本文从量子化的电-磁场出发，对磁偶极-偶极相互作用作了一般的推导。由于与偶极的相互作用，场的动力学被偶极场增加，这最终引起偶极-偶极相互作用。与以往的研究不同，在推导过程中不再需要采用行波近似，我们的结果自然地给出了非共振偶极子的相互作用。此外，我们的推导也给出了反转相互作用项，甚至永久和过渡偶极子之间的混合相互作用项。我们注意到这种场致相互作用与两个偶极子发射的虚/实光子的干涉有关，因此相互作用的强度可能会受到两个偶极子的频率差的影响。
2019-02-01 quant-ph
Dipole-Dipole Interactions of Floquet States
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg（弗莱堡大学）
本研究针对受驱冷二能级原子系统，构建Floquet-Markov Lindblad主方程，推导得出的偶极-偶极相互作用可复现各向异性Heisenberg模型。
2025-10-22 quant-ph
The effect of dipole-dipole interaction for two atoms with different couplings in non-Markovian environment
利用非微扰方法，研究了两个二能级偶极-偶极相互作用原子与一个非马尔可夫库耦合时不同耦合强度的纠缠动力学.除了分析定态存在的条件外，我们还发现偶极-偶极相互作用虽然会破坏定态纠缠，但较强的偶极-偶极相互作用确实会抑制初始阶段的退纠缠。这些结果对今后纠缠的工程应用具有一定的指导意义。
2008-10-30 quant-ph
Monitoring the Dipole-Dipole Interaction via Quantum Jumps of Individual Atoms
研究了激光驱动的偶极-偶极相互作用三能级原子的荧光发射特性。当分别检测到来自两个原子的光时，观察到发射过程的相关性取决于偶极-偶极相互作用。这打开了通过发射行为研究偶极-偶极相互作用的可能性。我们提出的蒙特卡罗模拟是在良好的协议与解析解。
2001-03-08 quant-ph
Measurement of the Angular Dependence of the Dipole-Dipole Interaction Between Two Individual Rydberg Atoms at a Förster Resonance
我们测量了相对位置受控的两个里德伯原子之间共振偶极-偶极相互作用的角度依赖性。通过在原子上施加静电场和磁场的组合，我们证明了在福斯特共振下隔离单个相互作用通道的可能性，该通道显示出明确的角度依赖性。我们首先通过光谱确定选择的福斯特共振，然后直接测量两个原子之间的相互作用强度，作为核间轴和量子化轴之间角度的函数。我们的结果与预期的角度依赖性$\propto(1-3\cos^2θ)$，并代表了一个重要的一步量子态工程的二维阵列的单个里德伯原子。
2015-08-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Population Dynamics in Cold Gases Resulting from the Long-Range Dipole-Dipole Interaction
在原子云的尺寸比偶极跃迁的波长大的条件下，考虑了长程偶极-偶极相互作用对冷二能级原子气激发交换动力学的影响.我们表明，这种相互作用的结果在人口重新分布在整个原子云和特定的光谱的自发光子发射在不同的角度相对于原子的偏振方向。
2009-06-24 quant-ph
Probing the light induced dipole-dipole interaction in momentum space
从理论上研究了光诱导偶极-偶极相互作用势对玻色-爱因斯坦凝聚体中原子的力学效应。我们目前的数值计算的大小和形状的诱导电位不同的实验可访问的几何形状。结果表明，对于实验上可行的设置，可以区分的机械效果从非相干散射的效果。
2005-03-17 quant-ph
Stability of quasi-two-dimensional Bose-Einstein condensates with dominant dipole-dipole interactions
考虑了具有接触和偶极-偶极相互作用的准二维原子/分子玻色-爱因斯坦凝聚体。结果表明，作为一个结果的维数减少，并在平均场论，凝聚不发展不稳定的激发光谱，即使当偶极-偶极相互作用完全占主导地位的接触相互作用。
2006-02-06 cond-mat.other quant-ph
Resonance interaction of two dipoles in optically active surroundings
研究了两个量子电偶极子在光学活性环境中的共振相互作用。用量子电动力学来处理偶极-真空相互作用。结果表明，环境的旋光性不会改变单原子的行为，但会改变两个偶极的集体行为，并对偶极-偶极共振相互作用产生较大的影响.特别地，当两个偶极的取向正交且分别垂直于偶极间轴时，在真空中不存在共振相互作用的情况下，借助于光学活性环境可以建立偶极间共振相互作用。
2016-06-16 quant-ph
The influence of dipole-dipole interaction on entanglement in nondegenerate two-photon Tavis-Cummings model with atomic coherence
研究了无耗腔中具有非简并双光子跃迁的偶极耦合双原子与双模光场相互作用系统的纠缠。结果表明，纠缠依赖于原子的初始态.由于原子的相干性和偶极-偶极相互作用的原子纠缠显着增长的可能性的情况下，大的热光子的平均值。
2012-10-13 quant-ph
Interaction between polar molecules subject to a far-off-resonant optical field: Entangled dipoles up- or down-holding each other
我们证明了当一对极性分子间的电偶极-偶极相互作用被一个远离共振的光场叠加时，它们之间的电偶极-偶极相互作用发生了全面的转变。通过改变光场的波长、偏振态和强度，组合相互作用势变得可调，其对分子间分离的依赖性表现出从反幂到振荡的交叉行为。由此提供的控制分子相互作用的能力开辟了创造和操纵超冷极性气体的新相的途径，其特征之一是偶极子相互取向的长程纠缠。我们设计了一个精确的分析模型，这样的光场修饰偶极-偶极相互作用势，这使得一个简单的访问所需的光场参数在实验室中的分子间相互作用的设计。
2011-08-20 cond-mat.quant-gas physics.atm-clus physics.atom-ph
The effect of dipole-dipole interaction on tripartite entanglement in different cavities
研究了偶极-偶极相互作用、初始相对相位以及与腔场的耦合强度对三个二能级原子在好腔区和坏腔区的动力学行为的影响。研究发现，强偶极-偶极相互作用的存在不仅可以避免纠缠的突然死亡，而且可以长时间保持纠缠。初始状态相位的选择对腔的工作状态至关重要。在特定条件下，通过强偶极-偶极相互作用，纠缠可以及时冻结到其初始值。这种三重纠缠的特性可能有助于工程多粒子纠缠，以实现量子技术的实际实现。
2017-01-19 quant-ph
Observation of suppression of light scattering induced by dipole-dipole interactions in a cold atomic ensemble
本文研究了在偶极-偶极相互作用下，用近共振弱激光照射冷铷原子云时集体散射的出现。原子样品的大小与光的波长相当。当原子数从1逐渐增加到450时，我们观察到谱线变宽，出现小的红移，与此一致的是，相对于无相互作用原子的情况，散射光受到强烈的抑制。包括内部原子级结构的数值模拟与数据一致。
2014-10-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Conditional dynamics induced by new configurations for Rydberg dipole-dipole interactions
我们提出了一种新的方法来使用强里德伯偶极-偶极相互作用，以诱导非平凡的条件动力学在单个原子系统和介观系综。与以前的工作相反，我们建议激发原子到不同的里德伯态，这可能会导致更丰富的动力学行为。具体来说，我们研究系统的个别氢原子或介观合奏激发到高躺氢类s，p或d状态，并显示如何执行三量子位条件动力学的信息，它们包含通过适当使用偶极-偶极相互作用引起的能量转移。
2007-06-01 quant-ph
Population mixing due to dipole-dipole interactions in a 1D array of multilevel atoms
我们从理论上研究了如何偶极-偶极相互作用所产生的多光子散射导致一个修改后的分布基态人口的驱动，有序的一维阵列的多级原子。具体来说，我们设计了一个水平配置，其中基态人口积累，由于偶极-偶极相互作用可以高达20%的制度，目前的实验与中性原子阵列。对于大得多的系统，稳定状态可以由在基态流形上的平均分布的粒子数组成。我们的研究结果说明了如何偶极偶极相互作用可以通过干涉加重，并通过有序原子阵列的几何形状进行调节。更一般地说，控制技术的多级原子，可以通过多次散射，如光泵，退化，将受益于改进的理解和控制的偶极-偶极相互作用，在有序阵列。
2018-09-17 quant-ph
Quantum Phases from Competing Van der Waals and Dipole-Dipole Interactions of Rydberg Atoms
该研究聚焦一维系统，利用里德伯原子的范德华与偶极-偶极相互作用，得到均匀链与二聚体模型的零温相图，发现新型键序-密度波相，证明了里德伯平台在短长程相互作用研究中的多功能性。
2023-10-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effect of the Atomic Dipole-Dipole Interaction on the Phase Diagrams of Field-Matter Interactions I: Variational procedure
在第二量子化方法中，我们建立了$n$能级原子系统的一般偶极-偶极哈密顿相互作用。利用物质与电磁场相干态的张量积，计算了在范德华力作用下$n$能级原子与$\ell$模场相互作用的变分能面.这是用来确定与系统的基态的量子相图和量化的偶极-偶极哈密顿相互作用的效果。通过考虑真实的诱导电偶极矩，我们发现了$2$ -和$3$ -能级原子系统分别与电磁场的$1$ -和$2$ -模相互作用时的量子相变.对于某些待定情形，我们提出了两种方法：通过对$2$级子系统的Casimir算子的期望值进行差分，以及通过最大化相邻变分解之间的Bures距离.
2021-10-22 quant-ph
Short cycle pulse sequence for dynamical decoupling of local fields and dipole-dipole interactions
提出了一种新的脉冲序列，用于核自旋系统中偶极-偶极相互作用和磁场不均匀性的动力学平均。该序列包含周期性共振脉冲激发的短周期，为在凝聚自旋系综上实现长寿命多量子比特量子存储提供了新的可能性，这对于构建通用量子计算机和长距离量子通信非常重要。
2014-12-11 quant-ph
Dipole-dipole interaction driven antiblockade of two Rydberg atoms
当长程范德华相互作用强于激光-原子耦合时，多个里德伯原子的共振激光激发被禁止，导致里德伯阻塞。里德伯阻断可以被破坏，即通过非共振激光激发同时激发一个以上的里德伯原子，引起激发反阻断。里德伯反封锁产生了强关联的多体动力学和自旋轨道耦合，也发现了量子计算的应用。我们研究了两个里德伯原子通过偶极-偶极交换作用相互作用的反封锁动力学，而不是通常使用的范德华相互作用。我们研究了当前里德伯原子实验中的典型情况，通过改变里德伯态耦合可以实现不同类型的偶极-偶极相互作用。有效的哈密顿量的反封锁动力学。我们说明，几何门可以实现与里德堡反封锁，这是强大的对里德堡态的衰变。我们的研究可能会激发新的实验和理论探索的量子光学和强相互作用的多体动力学与里德堡反封锁驱动的偶极-偶极相互作用。
2021-09-13 quant-ph
Optical bistability in a $Λ$-type atomic system including near dipole-dipole interaction
与二能级系统相比，三能级电磁感应透明（EIT）原子系统的光学双稳（OB）的优点在于它的可控性，因为其中一个原子跃迁中的吸收、色散和光学非线性可以通过与附近原子跃迁的相互作用而被显著改变。这是由于在这样的EIT系统中产生的诱导原子相干性。原子间的近偶极-偶极（NDD）相互作用进一步改变了三能级EIT系统的吸收、色散和光学非线性，并且可以通过这种相互作用来控制光场，使光场具有多稳态性。
2019-01-18 quant-ph
Effective dipole-dipole interactions in multilayered dipolar Bose-Einstein condensates
我们提出了一个由强光晶格形成的偶极玻色-爱因斯坦凝聚体多层堆叠的二维模型。我们推导出有效的内和层间偶极-偶极相互作用势，并提供简单的分析近似为一个给定的任意极化的晶格位置的数量。我们发现层间偶极-偶极相互作用改变了中心层中基态的横向纵横比，这取决于它的极化和晶格位置的数量。变化的纵横比应该在飞行时间图像中可观察到。此外，我们表明，层间偶极-偶极相互作用降低了局部扰动的激发能，影响了一个旋子最小值的发展。
2012-01-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ising interaction between two qubits composed of the highest magnetic quantum number states through magnetic dipole-dipole interaction
在量子信息处理中，量子比特之间最有用的相互作用之一是伊辛型相互作用。我们提出了一个通过磁偶极-偶极相互作用实现精确伊辛相互作用的方案。虽然磁偶极相互作用一般是海森堡型的，但如果量子位能级是从最高磁量子数态中选取的，那么这种相互作用就可以得到伊辛相互作用的精确数学形式.实际的物理系统，我们的计划可以应用到包括分子的旋转状态，原子的超精细状态，或在金刚石中的氮空位中心的电子状态。我们分析了这些系统的方案的可行性。例如，当超精细水平的铷87原子被选为量子位和两个原子的距离是0.1微米，控制Z门时间将是8.5毫秒。我们建议不同的搜索和研究，以实现最佳的实施方案。
2015-03-30 quant-ph
Resonant dipole-dipole interaction in the presence of dispersing and absorbing surroundings
在宏观电磁场量子化的框架下，导出了二能级原子间共振偶极-偶极相互作用和原子-场共振相互作用的运动方程和有效哈密顿量，可用于研究任意色散和吸收物质环境对这些相互作用的影响.该理论被应用到最初共享一个单一的激发的两个原子的瞬态行为的研究，特别强调在原子之间的能量转移的虚和实光子交换的两个竞争过程中的作用。特别是，它示出，对于弱原子-场相互作用有一个时间窗口，其中的能量转移遵循的类型由普通的二阶微扰理论获得的速率制度。最后，共振偶极-偶极相互作用被证明是产生一个双重谱的发射光的弱原子-场相互作用和一个三重谱的强原子-场相互作用。
2002-05-10 quant-ph
Polarization-dependent property of dipole-dipole interaction mediated by localized surface plasmon of an Ag nanosphere
研究了偶极极化对银纳米球（ANS）附近量子偶极偶极相互作用的影响。本文利用经典格林函数理论推导了两极化偶极子间偶极相互作用（DDI）的转移率和势能。结果表明，线性跃迁偶极与左旋圆极化跃迁偶极的耦合强度远大于右旋圆极化跃迁偶极。这种极化选择性存在于很宽的频率范围内，并且对偶极子的位置或ANS的半径的变化是鲁棒的。相比之下，右旋圆极化跃迁偶极可以从与另一右旋圆极化偶极的强耦合急剧地改变为与具有变化频率的左旋圆极化偶极的强耦合。然而，如果两个偶极子被放置在球体的相同径向方向上，右旋圆极化的过渡偶极子只能耦合到具有相同极化的偶极子，而不能耦合到左旋圆极化的过渡偶极子。这些发现可能用于基于DDI的固态量子信息处理。
2018-06-18 quant-ph
Field tuned atom-atom entanglement via diople-dipole interaction
我们提出了一个简单的方案，其中只有一个原子耦合到一个腔场，纠缠两个二能级原子。我们用偶极-偶极相互作用将两个原子连接起来，因为其中一个原子可以绕腔运动。结果表明，峰值纠缠度与偶极-偶极相互作用强度无关，而与一定时间内的场密度有关。因此，场密度可以作为最大纠缠（ME）产生的开关。
2005-09-21 quant-ph
Entangling Dipole-Dipole Interactions and Quantum Logic in Optical Lattices
研究了在三维光晶格中利用偶极-偶极相互作用产生中性原子多粒子纠缠的方法。对于紧束缚的原子，偶极相互作用能可以远大于光子散射率，并且在退相干发生之前可以实现两原子态的相干演化。偶极的激发可以根据原子的状态而定，从而允许确定性地产生纠缠。我们推导出选择规则和偶极-偶极相互作用矩阵元的品质因数，碱金属原子具有超精细结构，并被困在局域化的质心状态。提出了用于实现双量子位量子逻辑门（诸如受控相位门和交换门）的不同协议。我们分析了我们的门设计的保真度，不完美的，由于从合作自发发射和相干耦合的逻辑基础之外的退相干。轮廓扩展我们的模型，包括完整的分子相互作用潜力进行了讨论。
1999-10-07 quant-ph
Anisotropic fluorescence signals retarded dipole-dipole interactions in a thermal atomic cloud
本文通过实验与理论结合，揭示了稀薄热钾蒸气中各向异性多量子相干信号源于原子间共振偶极-偶极相互作用的延迟部分。
2025-09-01 quant-ph
Observation of Stueckelberg oscillations in dipole-dipole interactions
我们在外加射频场的里德伯原子间偶极-偶极相互作用中观察到了Stueckelberg振荡。振荡的射频场使两个分离体积中的冷里德伯原子之间的相互作用进入共振。我们观察到多光子跃迁时，变化的幅度的RF场和静态电场偏移。我们使用的角动量态显示了二次斯塔克位移，这导致了与线性位移态根本不同的行为。这两种情况下，理论上使用Floquet方法进行了研究，并进行了比较。与相互作用强度有关的边带的幅度在线性移位情况下由贝塞尔函数给出，在二次移位情况下由广义贝塞尔函数给出。这两个函数的振荡行为对应于Stueckelberg振荡，由半经典Landau-Zener-Stueckelberg模型描述的干扰效应。测量证明相干偶极-偶极相互作用期间至少0.6微秒。
2009-10-05 quant-ph
Rabi flopping between ground and Rydberg states with dipole-dipole atomic interactions
我们用$n\le 43$证明了少量$\rm{^{87}Rb}$原子在基态和里德伯态之间的Rabi翻转。相干布居振荡被观察到单原子flopping，而两个或两个以上的原子的存在下，退相干的振荡。我们证明了这些观测结果与里德伯原子的范德华相互作用是一致的。
2007-11-02 quant-ph
Wigner crystal induced by dipole-dipole interaction in one-dimensional optical lattices
我们证明了一维光晶格中具有强排斥偶极-偶极相互作用的费米子偶极气体的静态结构因子、动量分布和密度分布为维格纳晶体的出现提供了清晰的信号。我们的数值证据是基于精确对角化的微观有效晶格哈密顿量的几个粒子与长程相互作用。作为比较，我们还研究了只有最近邻相互作用的系统，它在强排斥区表现出与偶极系统完全不同的行为。
2012-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Competition between finite-size effects and dipole-dipole interactions in few-atom systems
本文研究了真空中电磁场作用下少原子系统中有限尺寸效应（即粒子的可伸缩性）与偶极-偶极相互作用之间的竞争。我们考虑两个标志的合作效应，超辐射和亚辐射，并计算每个原子辐射的能量率和原子状态的相干性在时间演化。我们采用统计方法，以提取原子动力学的典型行为和平均随机原子分布在球形容器与规定的$k_0R$与$k_0$的辐射波数和$R$的平均原子间距离。我们的方法使我们能够突出有限尺寸效应和偶极-偶极相互作用在超辐射/亚辐射之间的权衡。特别是，我们证明了存在一个最佳值的$k_0R$的超辐射强度和相干脉冲的影响较小，由偶极-偶极相互作用和有限尺寸效应引起的退相效应。
2017-10-09 quant-ph
Quantum Many-Body Scars in Few-Body Dipole-Dipole Interactions
本研究模拟一维阵列中里德堡原子少体偶极相互作用动力学，发现较强跃迁与较弱场调相互作用产生的量子多体伤痕态会导致三体和四体动力学热化缓慢或失败。
2024-08-01 quant-ph
Resonant Dipole-Dipole Interactions in Electromagnetically Induced Transparency
共振偶极-偶极相互作用（RDDI）是光-物质相互作用系统中普遍存在的一种现象，它是产生集体辐射的重要原因。在这里，我们从理论上研究的作用，RDDI的电磁感应透明（EIT）。共振偶极-偶极相互作用表现在探测光跃迁的合作自发发射中，这引起了线宽的加宽和伴随的集体频移。这种合作线宽来源于非局域和长程RDDI，它可以由原子的密度，光学深度和宏观尺度的原子系综的长度来确定。我们提出，EIT光谱基本上证明了RDDI的所有阶多重散射。此外，我们发现EIT的透明窗口变得越来越窄的合作线宽的增加，这实质上降低了慢光作为EIT量子存储器应用的存储效率。
2022-05-26 quant-ph
Dipole-dipole interaction between orthogonal dipole moments in time-dependent geometries
在相邻的两个原子中，偶极-偶极相互作用可以耦合具有正交偶极矩的跃迁。这种正交耦合解释了许多有趣的效应，但强烈依赖于设置的几何形状。在这里，我们讨论了几个感兴趣的设置，其中的几何形状是不固定的，如粒子在陷阱或气体，通过平均在不同的几何形状。两种平均方法进行了比较。在第一种方法中，假设内部电子演化比几何变化快得多，而在第二种方法中，则相反。我们发现，正交耦合通常生存，甚至广泛的平均在不同的几何形状，虽然定性不同的结果为两种平均方法。通常，一维和二维平均范围建模，例如，低维气体，是最有前途的模型系统。
2007-09-13 quant-ph
Efficient and robust entanglement generation in a many-particle system with resonant dipole-dipole interactions
提出并讨论了一种在具有共振偶极-偶极相互作用的里德伯原子系综中产生多粒子纠缠的方案。结果表明，在完全偶极阻塞的极限下，系统同构于多模Jaynes-Cummings模型。虽然暗态布居转移不能产生纠缠，但其他绝热过程被确定为导致复杂的最大纠缠态，例如在几个步骤中的GHZ态的N粒子模拟。该过程是鲁棒的，适用于偶数和奇数粒子数，并且纠缠产生的特征时间与N^a成比例，其中a小于1。
2001-11-19 quant-ph
Superradiant Decay and Dipole-Dipole Interaction of Distant Atoms in a Two-Way Cascaded Cavity QED System
我们研究了一个由光纤耦合的微环形腔组成的双向级联腔QED系统。每个微环形腔支持两个反向传播的回音壁模式通过它们的倏逝场耦合到单个原子。我们研究了一对原子-微环系统，计算了单原子初始激发时进入光纤的自发发射谱。强耦合和坏腔制度，后者允许有效的原子-原子相互作用，通过原子-腔耦合和失谐控制：原子表现出集体自发发射，没有偶极-偶极相互作用或（相干）偶极-偶极相互作用和独立（单原子）的发射。这种切换相互作用特性的能力是双向耦合的一个特征，并将我们的双向级联系统连接到一维波导上。我们的坏腔结果的基础上，我们推广到许多原子微环系统通过光纤耦合。
2015-01-12 quant-ph
Hybrid level anharmonicity and interference induced photon blockade in a two-qubit cavity QED system with dipole-dipole interaction
理论上研究了双量子比特驱动的腔QED系统中偶极-偶极相互作用（DDI）引起的量子相消干涉（QDI）光子阻塞。在没有偶极-偶极相互作用的情况下，我们证明了只有当量子比特的共振频率与腔模的频率不同时，才能实现QDI诱导的光子封锁。当引入DDI时，这种光子阻塞的条件强烈依赖于泵浦场频率，但对量子比特-腔耦合强度不敏感。使用这种可调谐性功能，我们表明，传统的能级非谐诱导的光子封锁和这种基于DDI的QDI诱导的光子封锁可以结合在一起，从而在一个混合系统，大大提高了平均光子数和二阶关联函数。我们的建议提供了一个非传统的和实验上可行的平台，产生单光子。
2019-11-08 quant-ph
Long range magnetic dipole-dipole interaction mediated by a superconductor
量子计算和模拟需要量子比特之间的强相干耦合，这些量子比特可以在空间上分离。实现基于固态的自旋量子位的这种耦合是一个长期的挑战。在这里，我们从理论上研究了一种实现这种耦合的方法，该方法基于超导纳米结构，该超导纳米结构旨在引导量子比特产生的磁通量。我们详细的半经典的分析计算和模拟的磁场所产生的磁偶极子，描绘的自旋量子位，直接位于下面的纳米制造的孔在超导层。我们发现，这种结构可以引导磁通量，增强自旋量子比特之间的偶极-偶极相互作用，并改变其随距离的缩放，从而为可控地设计相互作用的自旋系统铺平了道路。
2021-07-11 quant-ph
Analysis of a quantum logic device based on dipole-dipole interactions of optically trapped Rydberg atoms
本文详细分析和设计了一种基于光阱中原子间里德伯态偶极-偶极耦合相互作用的中性原子量子逻辑器件。列举了导致退相干和保真度损失的主要物理机制。我们的研究结果支持在MHz速率下执行单和双量子比特门的可行性，对于每个操作，退相干概率和保真度误差在$10^{-3}$的水平。目前的局限性和可能的方法，以进一步改善设备进行了讨论。
2005-02-13 quant-ph
