On Rabi oscillations between Bloch bands
在紧束缚模型下研究了任意偏压超晶格能带间的拉比振荡。我们减少问题的惠特克-希尔型方程,在没有任何已知的解决方案,在封闭的形式,讨论不同的近似来描述Bloch带之间的振荡。我们确定制度的弱和强带间耦合,并比较这些拉比振荡的数值结果的预测。
2010-06-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical analog of Rabi oscillation suppression due to atomic motion
在与原子跃迁共振的激光照射下,二能级原子的拉比振荡可以通过平均或滤波机制被原子运动抑制。描述了这些速度效应的光学模拟。在光学类比中,两个原子能级对应于光的正交偏振,拉比振荡对应于自然地或由于磁场而具有光学活性的介质中的偏振振荡。在后一种情况下,可以通过选择磁场的取向来选择两个正交极化,并且滤除其中一个。有人认为,随时间变化的光学偏振振荡或其抑制是可观察到的现有技术。
2005-05-13 quant-ph
Temporal Behavior of Rabi Oscillation in Nanomechanical QED System with a Nonlinear Resonator
在由一个电荷量子比特和一个非线性纳米机械共振器组成的纳米机械QED系统中,我们研究了非线性Jaynes-Cummings模型中Rabi振荡的时间行为。利用微观主方程方法,我们求解了描述该模型的密度算符的时间演化。计算了电荷量子比特激发态的几率。这些解析计算显示了量子比特-谐振器系统的两个不同激发态的非线性参数和衰减率对拉比振荡的时间振荡和衰减的影响。
2015-10-28 quant-ph
Anomalous Rabi oscillations in multilevel quantum systems
我们表明,激发概率的一个状态内的一个歧管的水平经历拉比振荡的频率确定的状态之间的能量差,而不是由足够强的脉冲的脉冲面积。所观察到的动力学可以被用作一个强大的状态准备作为一种替代绝热通道,并作为一个有用的光谱方法的程序。
2017-08-28 quant-ph
Multiphoton Quantum Rabi Oscillations in Ultrastrong Cavity QED
当一个原子与一个腔体强耦合时,两个系统可以通过相干拉比振荡交换一个单光子。这一过程使得精确的量子态工程和操纵原子和光子在腔中,这在量子信息和测量中发挥着核心作用。最近,一个新的制度腔QED已达到实验中的强度之间的相互作用的光和人造原子(量子比特)变得可比的原子跃迁频率或腔模式的共振频率。在这里,我们表明,这种制度可以强烈修改真空拉比振荡的概念,使量子比特和谐振器之间的多光子交换。我们发现,实验状态的最先进的电路QED系统可以经历两个和三个光子真空拉比振荡。这些反常的拉比振荡可以用来实现高效的Fock态光源和量子比特的复杂纠缠态。
2015-09-21 quant-ph
Casimir-Polder induced Rabi oscillations
我们证明了Casimir-Polder相互作用可以引起简并原子态之间的相干振荡。我们通过计算Casimir-Polder诱导的拉比频率的$^{87}$ Rb原子,因为它与反射表面的相互作用来说明这种效果。原子在其基态的两个塞曼子能级之间振荡,与真空光子进行周期性的角动量交换。
2015-02-14 quant-ph
Many-body Rabi oscillations of Rydberg excitation in small mesoscopic samples
我们研究超冷介观系统中里德堡激发的集体性质。里德伯原子之间的强相互作用影响激发过程,并在激发原子之间施加关联。里德堡激发的集体行为表现为多体拉比振荡、原子间的空间关联以及激发原子数的涨落。我们通过数值求解多体薛定谔方程来详细研究这些现象。
2008-01-15 quant-ph
Laser and Microwave Excitations of Rabi Oscillations of a Single Nitrogen-Vacancy Electron Spin in Diamond
在室温下观察到金刚石中单氮空位(NV)中心电子自旋的拉比振荡的崩塌和复苏形状。由于主体14 N核自旋和NV中心电子自旋之间的超精细相互作用,14 N核自旋的不同取向导致基态ms=0和激发态ms=1之间的跃迁的三重态分裂。微波可以均匀地激发这三个跃迁,产生三个独立的章动,拉比振荡的形状是三个章动的组合。这一结果为金刚石中的电子自旋振荡提供了一个新的视角。
2010-09-09 quant-ph
Optically-driven nuclear-spin-selective Rabi oscillations of single electron spins in diamond
利用两个与各自的偶极光学跃迁失谐的拉曼共振光脉冲实现了金刚石氮空位中心单电子自旋的光驱动拉比振荡。拉比振荡是核自旋选择性的,并且对潜在的光学跃迁的快速退相干是鲁棒的,为在光学驱动的自旋-声子系统中产生声子介导的自旋纠缠打开了大门。拉比振荡和模拟拉曼绝热通道之间的直接比较以及详细的理论分析提供了丰富的信息的相干自旋动力学,特别是揭示退相干和环境波动与光学跃迁影响的拉比振荡的保真度通过相对较大的跳跃的过渡频率。
2013-10-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rabi oscillations of two-photon states in nonlinear optical resonators
我们证明了在高质量的非线性谐振腔中的四波混频过程可以导致光子占据数和二阶关联函数的拉比振荡,这是光信号中纠缠光子对存在的一个特征。在由连续相干泵驱动的系统的情况下,振荡发生在瞬态区。我们表明,用脉冲相干泵浦驱动系统将产生强烈的反聚束光子态。
2016-02-29 quant-ph
Vacuum Rabi oscillation of an atom without rotating-wave approximation
我们精确地研究了原子与单模腔场耦合的真空拉比振荡,并与J-C模型的结果进行了比较。结果表明,即使在强耦合区,原子也存在阻尼拉比振荡。在小失谐和弱耦合情况下,原子处于激发态的几率随时间振荡,其频率和幅度与J-C模型不同。结果表明,即使在RWA被认为是合理的条件下,反向旋转波相互作用也会显著影响原子的动力学行为。另一方面,计算结果也表明,在强耦合区,反向旋波相互作用可以明显地改变衰变速率。对于初始未激发的原子,存在与J-C模型相反的拉比振荡。
2008-07-16 quant-ph
Vacuum Rabi oscillation in nonzero-temperature open cavity
拉比振荡理论与实验的比较[M. Wilczewski和M. Czachor,Phys.Rev.A { \bf 79},033836(2009)]提出,在利用许多光子的测量中获得的腔寿命参数可能比适用于光的几乎真空状态的腔寿命参数小得多。在这种情况下,我们表明,结论保持不变,即使采取更现实的描述光的初始状态在腔。
2012-01-10 quant-ph
Protected Rabi oscillation induced by natural interactions among physical qubits
对于一个由9个量子比特组成的系统,我们表明,量子比特之间的自然相互作用诱导的时间演化,可以被视为,在离散时间,作为一个逻辑量子比特的拉比振荡。既不需要参数的微调,也不需要相互作用的切换。虽然直接应用量子纠错失败,我们提出了一个协议,通过该协议的逻辑拉比振荡是保护所有的单量子比特错误。因此,本方法开启了保护酉时间演化免受噪声影响的简单且现实的方式。
2008-06-03 quant-ph
Persistent Rabi oscillations probed via low-frequency noise correlation
如果在弱耦合状态下连续监测量子位,则量子位拉比振荡已知是非衰减的(尽管具有波动相位)。在本文中,我们提出了一个实验来证明这些持续拉比振荡通过低频噪声相关。这个想法是通过两个探测器来测量一个量子比特,在拉比频率上偏置频闪。低频噪声取决于偏置脉冲的两个梳齿之间的相对相位,对于同相梳齿或反相梳齿,两个检测器中的电报噪声都强烈增加。这是因为持续拉比振荡和测量脉冲之间的自同步。几乎完美的相关性的噪声在两个检测器的同相政权和几乎完美的反相政权的关系表明存在同步的持续拉比振荡。实验可以用半导体或超导体量子比特来实现。
2010-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Generalization of the Preceding Paper ``A Rabi Oscillation in Four and Five Level Systems"
在前一篇文章quant-ph/0312060中,我们考虑了具有n个能级的原子与n-1个外激光场相互作用的一般模型,并构造了n =3,4,5时的Rabi振荡。本文提出了一种与计算机相结合的系统方法,用以构造一般情形下的Rabi振荡。
2006-05-16 math-ph math.MP quant-ph
Complete Rabi oscillations in the ion-laser interaction
本文研究了单个谐振势阱离子在激光相互作用下的动力学,以两个本征态的线性组合作为初始状态,在无近似条件下获得解析结果并展示了完整的Rabi振荡。
2024-12-19 quant-ph
Noise-induced quantum coherence and persistent Rabi oscillations in a Josephson flux qubit
我们从理论上证明了噪声对超导磁通量子比特中量子相干性的增强作用。首先,外部经典噪声可以增加量子比特密度矩阵的非对角分量。第二,在存在噪声的情况下,拉比振荡存活的时间明显长于无噪声系统中的拉比衰减时间。这些拉比振荡表现为量子位对交流驱动场的强制响应的调制。这些效应可以被认为是量子随机共振的表现,并且与实验技术有关,例如拉比光谱。
2009-09-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Suppression of Rabi oscillations in hybrid optomechanical systems
在一个由一个两能级原子和一个摆动的端面镜组成的混合光机械装置中,光场对端面镜的辐射压力和原子与原子的偶极相互作用之间的相互作用可以导致阻塞效应,这表现在抑制原子布居中的拉比振荡。当系统处于单光子强耦合状态时,存在这种效应,并且在光力学的光子阻塞中具有类比。
2015-10-17 quant-ph
Driving-dependent damping of Rabi oscillations in two-level semiconductor systems
我们提出了一种机制来解释拉比振荡的阻尼与本地化的半导体系统中的驱动脉冲面积增加的性质,并提出了一个一般的方法,描述了一个相干驱动的两能级系统与退相水库相互作用。目前的计算表明,正如实验观察到的那样,水库的非马尔科夫特征导致退相速率对驱动场强度的依赖性。此外,我们已经表明,拉比振荡的阻尼可能会发生由于不同的退相机制的固定和非固定的影响,由于耦合到环境。目前的计算结果与现有的实验测量结果相当吻合。
2007-06-29 quant-ph
The non dissipative damping of the Rabi oscillations as a "which-path" information
拉比振荡可以被视为由于不同量子路径的相干叠加而产生的干涉现象,就像杨氏双缝实验一样。原子外变量的加入导致拉比振荡的非耗散阻尼。更一般地说,原子平移动力学在描述场和内部原子变量的非经典行为的关联函数中引入阻尼,导致这两个子系统的可分离性。我们讨论的可能性,解释这种内在的退相干作为一个“哪种方式”的信息效应,我们适用于这种情况下的互补关系的定量分析介绍了Englert [物理学评论快报。\textbf{77},2154(1996)]。
2005-01-31 quant-ph
Rabi oscillation in a quantum cavity: Markovian and non-Markovian dynamics
我们研究了量子腔中原子的拉比振荡,其中每个反射镜都是由一维波导附近的原子链形成的。这个建议是研究以前使用马尔可夫近似,其中由于两个腔镜之间的光的有限的旅行时间的延迟被忽略。我们表明,拉比振荡类似于高精细度经典腔获得的,只有当这个旅行时间是远远大于的时间尺度,其特征的集体响应的原子链。因此,必须考虑延迟,并且问题的动态本质上是非马尔可夫的。感兴趣的参数,如拉比频率和腔的损耗率由于光子泄漏通过反射镜获得。
2016-02-05 quant-ph
Observation of Rabi oscillation of light assisted by atomic spin wave
在一个拉曼过程中,观察到拉曼泵浦场和它的斯托克斯场之间的相干转换,其中强原子自旋波最初是由另一个拉曼过程在受激发射制度下操作制备的。这种振荡行为类似于强光场驱动的二能级原子系统中原子布居的拉比振荡。发现类拉比振荡频率与原子自旋波的强度有关。实验测得拉曼泵浦光到斯托克斯光的转换效率高达40%,且与输入拉曼泵浦光无关。该过程可作为光子频率复用器,在量子信息科学中有着广泛的应用。
2010-06-21 quant-ph
Large two-atom two-photon vacuum Rabi oscillations in a high quality cavity
我们预测了高质量腔中两原子双光子真空拉比振荡的大合作效应。双光子发射是两个原子在双光子共振条件$ω_1+ω_2\approx ω_a+ω_b$下同时去激发的结果,其中$ω_1$、$ω_2$是原子跃迁频率,$ω_a$、$ω_b$是发射光子的频率。实际的共振条件取决于真空拉比耦合。这种效应既可以用双模腔中的全同原子实现,也可以用单模腔中的非全同原子实现。
2004-06-28 quant-ph
Time-resolved vacuum Rabi oscillations in a quantum dot-nanocavity system
我们报道了在非相干光载流子注入下,强耦合到纳米腔的单个量子点中真空拉比振荡的时域观测结果。我们实现了一个光子晶体纳米腔,具有非常高的品质因数>80,000,并利用它来清晰地解决超快真空拉比振荡通过简单的光致发光为基础的实验。我们发现,时域真空拉比振荡在很大程度上修改时,改变泵浦波长和强度,即使在相应的光致发光光谱检测到边际变化。我们通过拟合腔量子电动力学模型获得的模拟曲线来分析测量的时域振荡。观察到的振荡曲线的修改主要是由载流子捕获和退相动力学的变化,在量子点,以及裸腔发射的变化引起的。这一结果表明,真空拉比振荡可以作为一个高灵敏度的探针的量子点动力学。我们的工作为深入理解基于量子点的腔量子电动力学系统中的真空拉比动力学提供了一种强有力的替代方法。
2018-09-04 physics.app-ph quant-ph
Vacuum Rabi oscillation induced by virtual photons in the ultrastrong coupling regime
我们提出了一个相互作用方案,展示了一个真空场修饰的二能级原子携带的虚光子在超强耦合制度的动力学后果。我们表明,在外部驱动场的帮助下,虚光子提供了一个过渡矩阵元素,使原子能够相干地和可逆地演化到一个辅助水平,伴随着一个真正的光子的发射。该过程对应于一种真空拉比振荡,我们证明了有效真空拉比频率正比于基态中单个虚光子的振幅。因此,该相互作用方案可以作为一个探测的基态结构在超强耦合制度。
2013-01-02 quant-ph
Transmon in a semi-infinite high-impedance transmission line -- appearance of cavity modes and Rabi oscillations
在这封信中,我们研究了耦合到传输线上的单个超导人工原子电容器的动力学特性,传输线的特性阻抗与量子电阻相当或更大。在这种情况下,微波从原子反射的频率也远离原子的跃迁频率。在传输线中添加一个镜子,然后在原子和镜子之间创建腔模式。研究原子的自发发射,我们发现拉比振荡,其中能量在原子和其中一个腔模之间振荡。
2020-12-02 quant-ph
The ultra-sensitive electrical detection of spin Rabi oscillation at paramagnetic defects
简要回顾了脉冲电检测磁共振(pEDMR)实验。PEDMR允许通过瞬态电流测量来高度灵敏地观察半导体中的载流子和缺陷的相干电子自旋运动。讨论了该方法的理论基础、实验实现、灵敏度及其在半导体电子跃迁研究中的潜力。以晶体硅(111)-二氧化硅界面上的P_b中心为例,用实验方法说明了如何探测自旋拉比振荡及其退相、相干衰减和自旋耦合效应。
2005-09-18 quant-ph
Classical analogue of the continuous transition between the Weisskopf-Wigner exponential decay and the Rabi oscillation
当一个离散状态耦合到一个连续体,动力学可以描述为Weisskopf-Wigner指数衰减或拉比振荡,这取决于连续体宽度和拉比频率的相对大小。这两种制度之间存在着连续的过渡,正如1977年C. Cohen-Tannoudji和P. Avan.在这里,我们描述了一个完全类似的过渡经典力学,通过研究动力学的两个耦合的机械振子在阻尼的存在。通过改变阻尼和耦合项的相对大小,我们观察到一个政权之间的连续过渡类似的拉比振荡和政权类似的Weisskopf-Wigner指数衰减。
2016-06-20 physics.atom-ph quant-ph
Dark Periods in Rabi Oscillations of Superconducting Phase Qubit Coupled to a Microscopic Two-Level System
我们提出了一个方案来演示超导相位量子比特与约瑟夫森隧道结中微观二能级系统耦合的宏观量子跃迁。在适当的微波照射下,量子比特的拉比振荡表现出量子跳跃的特征:一个随机的电报信号,具有长间隔的强烈宏观量子隧穿事件(亮期),被完全不存在的隧穿事件(暗期)打断。建立了一个定量描述暗期宽度的分析模型。数值模拟表明,我们的分析模型捕捉到了系统的基本物理。由于拉比振荡的暗周期也是超导量子比特量子计算中产生误差的原因,因此我们的结果除了对微观二能级系统的质量进行校准外,在量子信息处理中也具有重要意义.
2009-09-11 quant-ph
All Optical Switch of Vacuum Rabi Oscillations: The Ultrafast Quantum Eraser
研究了单级联三能级量子发射体与微腔强耦合的全光时间控制。我们发现,只有特定的到达时间的控制脉冲成功地关闭拉比振荡。根据控制脉冲的到达时间,可以观察到各种奇异的非绝热腔量子电动力学效应。我们发现,只有特定的到达时间的控制脉冲能够突然关闭和打开腔光子的一阶相干性,而不影响它们的强耦合布居动力学。这种行为可以理解为量子互补性的表现。
2010-10-04 quant-ph
A cavity-enhanced broadband photonic Rabi oscillation
由非线性光学相互作用提供的不同能量光子之间的相干耦合被认为是拉比振荡的光子版本。非线性的腔增强显著降低了能量需求,并推动了基于光子拉比振荡的频率编码光子电路的可扩展性。然而,光子在腔中的限制严重限制了可相互作用的频率模式的数量。在这里,我们展示了一种宽带宽且高效的光子拉比振荡,基于单片集成的腔增强非线性光学相互作用实现全周期振荡。我们还展示了它的多功能操纵超出频率自由度,如一个全光控制偏振光子与几何相位。我们的研究结果将为宽频率模式下的合成维光子系统以及大规模光子量子信息处理提供全面的控制。
2020-08-04 physics.optics quant-ph
Strong-field effects in Rabi oscillations between a single state and a superposition of states
在窄谱激光场驱动下的二能级系统中,量子布居数会发生拉比振荡。在这项工作中,我们研究了成形宽带飞秒激光脉冲诱导的拉比振荡。由于驱动场的宽光谱宽度,振荡在基态和激发态的相干叠加或“波包”之间而不是单个激发态之间开始。我们的实验揭示了波包相位对激光场强度的复杂依赖关系。我们确认数值的效果是与强场的相互作用的性质,并通过调用一个简单的理论模型提供了一个定性的图片。
2011-09-22 physics.atom-ph quant-ph
The quantum Rabi model in a superfluid Bose-Einstein condensate
我们提出了一个在原子量子点中的量子Rabi模型的量子模拟,原子量子点是一个紧密的光阱中的单个原子与超流体玻色-爱因斯坦凝聚体的准粒子模耦合。这种广泛可调的设置允许在具有可修改的特征时间尺度的系统中模拟光物质相互作用的超强耦合机制,为使用冷原子系统对Jaynes-Cummings和量子Rabi动力学之间的跃迁进行实验分析铺平了道路。我们的方案可以自然地扩展到模拟多量子比特的量子拉比模型。特别是,我们讨论了由于声子交换等功能,有效的双量子位相互作用的外观。
2017-09-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective Rabi Oscillations and Cold Collisions
我们研究了共振光学腔内的冷原子碰撞。量子化腔模可以用来操纵冷原子之间的碰撞,使得原子与电磁场之间的激发的周期性交换强烈地改变碰撞动力学。因此,在碰撞期间,碰撞的原子对可以在其基态和激发态之间振荡。使用半经典模型,它可以预测,这种拉比样的振荡揭示在原子陷阱的损失概率,其中显示的最大值和最小值的模式和原子跃迁的频率之间的失谐的函数。
2001-06-26 quant-ph
Continuous Monitoring of Rabi Oscillations in a Josephson Flux Qubit
在共振辐射下,量子系统可以在时间上经历相干(拉比)振荡。我们在一个连续观测的三约瑟夫森结通量量子比特中报告了这种振荡的证据,该量子比特耦合到一个调谐到拉比频率的高质量储能电路。除了简单之外,这种拉比光谱学方法还能实现约2.5微秒的长相干时间,对应于有效量子位品质因数\~7000。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Low-energy Free-electron Rabi oscillation and its applications
本文提出在激光诱导的合成能量空间中实现低能自由电子Rabi振荡,并利用π/2、π脉冲构建电子干涉器件,拓展量子光与电子相互作用研究。
2023-04-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Fluctuations of a Single Trapped Atom: Transient Rabi Oscillations and Magnetic Bistability
分离单个原子并监测其共振荧光是研究辐射与物质相互作用中量子效应的有力工具。在这里,我们提出了一个孤立的中性原子存储在磁光阱的量子动力学的观察。通过原子共振荧光中的光子关联,我们证明了与原子瞬态拉比振荡相对应的光子反聚束现象。通过对偏振敏感的光子关联,我们展示了一个新的解决量子涨落的例子:原子的自发磁取向。这些效应只能用单个原子观察到。
2000-03-22 quant-ph
Mixed Quantum-Classical Dynamics Yields Anharmonic Rabi Oscillations
本研究将混合量子-经典方法应用于量子拉比模型,解析得到由无阻尼杜芬方程支配的非简谐拉比振荡,且在单量子极限下引入零点能后与全量子结果吻合,为该方法在小量子数、远离退相干问题中的应用提供指导。
2025-05-06 physics.chem-ph quant-ph
Observation of Time-domain Rabi Oscillations in the Landau-Zener Regime with a Single Electronic Spin
在共振条件下,一个长的朗道-齐纳跃迁序列可以导致拉比振荡。利用金刚石中的氮空位(NV)中心自旋,我们研究了100多个Landau-Zener过程之间的干涉。我们观察到的电子自旋的拉比振荡的新类型的连续朗道-齐纳过程之间的干扰,在各种制度,包括慢通道和快通道。控制技术和NV中心良好的相干特性的结合为研究各种量子动力学现象提供了一个很好的实验平台。
2013-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stabilizing Rabi Oscillation of a Charge Qubit via Atomic Clock Technique
我们提出了一种超导电路-原子混合体,其中岛中单个过剩库珀对的拉比振荡通过普通的原子钟技术来稳定。超导电路中的噪声被映射到电压源上,该电压源通过电感器和栅极电容器偏置库珀对盒。门电荷的快速波动被电感电容谐振器显著抑制,导致长弛豫时间拉比振荡。更重要的是,通过使用一般的反馈控制方法,其中通过连续测量dc-Stark-shift-induced原子Ramsey信号来稳定电压偏置,进一步减小了残余的低频波动。由此产生的电荷-量子比特拉比振荡的稳定性和相干时间都得到增强。详细研究了这种库珀对盒振荡器的主要结构。
2018-01-04 physics.atom-ph quant-ph
Observation of coherent many-body Rabi oscillations
由共振电磁场相干驱动的两能级量子系统在两个能级之间以与场振幅成比例的频率$Ω$正弦振荡[1]。这种现象,被称为拉比振荡,自从其同名者和合著者的开创性工作以来,一直是原子,分子和光学物理学的核心[2]。值得注意的是,孤立的单原子或稀释气体中的拉比振荡形成了原子钟和物理常数的精确测量等可编程应用的基础[3]。场耦合强度的不均匀分布和单个原子之间的相互作用都降低了振荡的可见性,甚至可能完全抑制振荡。由于初始条件或原子相互作用,在样品中仅存在单一激发的极限中发生了显著的转变:在频率$N^0.5Ω$处出现了集体的多体拉比振荡,涉及样品中所有N >> 1个原子[4]。这是真实的,即使是不均匀的原子场耦合分布,其中单原子拉比振荡可能是不可见的。当两个能级中的一个是强相互作用的里德伯能级时,里德伯激发阻断会产生多体拉比振荡。Lukin及其合著者概述了一种基于这种效应的量子信息处理方法[5]。在这里,我们报告的初步观察相干多体拉比振荡之间的地面水平和里德伯水平使用几百个冷铷原子。强烈明显的振荡表明一个几乎完全的激发阻断整个介观系综由一个单一的激发原子。这些结果为使用原子系综进行量子计算和模拟铺平了道路。
2012-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Plasmon-assisted two-photon Rabi oscillations in a semiconductor quantum dot -- metal nanoparticle heterodimer
光子拉比振荡具有量子计算和量子信息处理的潜力,因为在拉比周期期间可以创建一对纠缠光子。我们从理论上研究了这种现象在由与金属纳米颗粒强耦合的半导体量子点组成的异二聚体中的发生。双光子拉比振荡是由于量子点中基态到双激子跃迁的相干双光子过程引起的。在量子点附近存在金属纳米颗粒导致量子点经由金属纳米颗粒的自作用,因为后者的极化状态取决于前者的量子态。粒子间的相互作用产生两个主要效应:(i)-增强外场振幅和(ii)-重正化的量子点的共振频率和弛豫率的非对角密度矩阵元素,这两个依赖于量子点的能级的布居。在这里,我们专注于第一个效果,这导致有趣的新功能,特别是,在一个孤立的量子点和随后的增长的纠缠光子对的数量相比,每个脉冲的拉比周期数增加。我们还讨论了孤立量子点和异质二聚体的激子态的辐射衰变对双光子拉比振荡的破坏作用。
2018-10-14 quant-ph
All-optical coherent control of vacuum Rabi oscillations
当一个原子与一个腔强耦合时,它可以经历相干的真空拉比振荡。快速控制这些振荡动力学相对于真空拉比频率,使显着的能力,如福克态的产生和确定性的合成光的量子态,如使用微波频率器件所示。然而,在光学频率下,单原子真空拉比振荡的动力学控制仍然具有挑战性。在这里,我们演示了通过控制真空拉比振荡在单个量子点和腔之间的光频激发的相干转移。我们利用一个光子分子,同时获得强耦合和腔增强AC斯塔克位移。斯塔克位移在皮秒时间尺度上调制两个系统之间的失谐,比真空拉比频率更快。我们展示了从腔中添加和移除激发的能力,并对光物质态进行相干控制。这些结果使得能够在纳米光子器件平台中超快速地控制原子-腔相互作用。
2014-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Damping of local Rabi oscillations in the presence of thermal motion
从理论和实验上研究了激光冷却原子的热运动对非均匀驱动场诱导的拉比振荡相干性的影响。实验结果与推导的解析表达式非常吻合。对于自由落体原子的碰撞可以忽略不计,如在我们的实验中使用的,我们发现,拉比振荡的振幅随时间衰减$t$为$\exp[-(t/τ)^4]$,其中的相干时间$τ$随着温度和场梯度的增加而下降。我们讨论这些结果的后果原子量子比特的拉比旋转的保真度。我们还表明,该过程相当于在静态磁场梯度的存在下,原子经历拉姆齐序列的相干性损失-在许多应用中的常见情况。此外,我们的结果是相关的,以确定分辨率时,利用原子作为场探针。使用数值计算,我们的模型可以很容易地扩展到原子被限制的情况下,由潜在的或碰撞是重要的情况。
2013-05-26 quant-ph
Impact of qubit anharmonicity on near-resonant Rabi oscillations
本研究探讨了量子比特非谐性对弱近共振微波驱动下 Rabi 振荡的影响,揭示了 Rabi 频率平方与驱动幅度平方的线性关系,并分析了 fluxonium 量子比特 CZ 门实现中的泄漏与相位误差。
2025-01-30 quant-ph
Modelling Rabi oscillations for widefield radiofrequency imaging in nitrogen-vacancy centers in diamond
本文研究了金刚石中氮-空位中心在宽场成像系统下的动力学,开发了七能级模型模拟 Rabi 振荡的宽场探测,并成功解释了脉冲序列中不完全再极化导致的不对称形状。
2023-09-12 physics.app-ph physics.ins-det quant-ph
Driving Rabi oscillations at the giant dipole resonance in xenon
自由电子激光(FEL)在XUV和X射线区域中产生短且非常强的光脉冲。我们研究了利用巨偶极共振(GDR)的偶极强度驱动氙原子拉比振荡的可能性。由于GDR的位置在$4d$电离阈值以上,因此GDR在小于30 μ s内衰减。我们发现,10 $^{18}$ W/cm $^2$左右的强度需要诱导拉比振荡的周期相当于寿命。脉冲持续时间不应超过100 as,因为氙将在几个寿命内完全电离。拉比振荡在光电子谱中也以奥特勒-汤斯分裂的形式出现,这种分裂延伸到几十电子伏。
2015-10-31 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Coherent State Preparation and Observation of Rabi Oscillations in a Single Molecule
我们报告的激发单分子通过窄零声子跃迁使用短激光脉冲。通过监测斯托克斯位移荧光,我们研究了激发态布居随延迟时间、激光强度和频率失谐的变化。仅用500个光子就证明了π脉冲激发,并且在更高的激发功率下实现了5个拉比循环。我们的研究结果与理论计算吻合得很好,并提供了第一步相干操纵的电子状态的单分子与几个光子。
2008-11-02 quant-ph
Nonlinear Rabi Oscillations of Excitons in Dense Quantum Dot System
用光子回波技术研究了GaAs单量子阱中半导体致密量子点中激子的非线性光学响应和光学相干性。在低温下,从光子回波信号中的衰减曲线估计光学相干性为2ns。还观察到拉比振荡。与目前文献中单个量子点的结果不同,该振荡表现出强烈受预激发载流子密度影响的非线性行为。这一结果可用量子点间激子-激子相互作用引起的局域场修正理论来解释。
2003-06-04 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Phonon mediated conversion of exciton-polaritons Rabi oscillation into THz radiation
在强耦合制度的半导体微腔表现出在太赫兹频率范围内的能量尺度,这是固定的拉比分裂之间的上,下激子极化激元状态。虽然这个范围可以使用不同的激子介质调谐几个数量级,但两种极化激子状态之间的跃迁是偶极禁止的。在这项工作中,我们表明,在碲化镉微腔,拉比振荡驱动的太赫兹辐射实际上是活跃的,而不需要在微腔设计的任何变化。这是由于拉比分裂与声子-极化激元之间存在着独特的共振条件,从而导致了二阶非线性的极大增强。
2017-06-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Multielectron dots provide faster Rabi oscillations when the core electrons are strongly confined
增加静电限制量子点中的电子数量可以实现更快的量子位门。虽然这已经被实验证明,但缺乏详细的定量理解。在这里,我们研究了一个和三个电子的量子点在硅/硅锗异质结的背景下,电驱动的自旋共振(EDSR)使用全组态相互作用和紧束缚的方法。我们的计算表明,非谐约束势起着重要的作用:而EDSR拉比频率的电子在谐波电位是无关紧要的电子数,软非谐约束导致较大的和硬非谐约束导致较小的拉比频率。我们还证实,双点允许快速拉比振荡,并进一步表明,有目的地设计的限制也可以产生类似的快速拉比振荡在一个单一的点。最后,我们讨论了接口步骤的作用。这些发现对多电子Si/SiGe量子点量子比特的设计具有重要意义。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Rabi oscillations, entanglement and teleportation in the anti-Jaynes-Cummings model
本文提出了一种在反Jaynes-Cummings相互作用机制中产生最大纠缠量子比特态的方案,即所谓的纠缠反极化激元量子比特态。我们证明了在初始真空场中,反Jaynes-Cummings相互作用过程中腔模的拉比振荡与Jaynes-Cummings相互作用过程相反,并且反Jaynes-Cummings相互作用过程中纠缠的时间演化与Jaynes-Cummings相互作用过程中的纠缠具有相同的形式.以生成的反极化激元量子比特态作为初始量子比特,利用纠缠交换协议实现了原子量子态的量子隐形传态,获得了令人印象深刻的最大隐形传态保真度~ $F_ρ=1$ .
2021-07-17 quant-ph
Ultrafast and Anharmonic Rabi Oscillations between Non-Bloch-Bands
弱交流共振场引起的布洛赫带间拉比跳跃是一种涉及带间跃迁的相干效应。在这里,我们考虑的基本过程的发射/吸收的量子和拉比振荡的非厄米特两带晶格表现出不平衡的非厄米特趋肤效应,并揭示了一个前所未有的场景拉比flopping。有效的偶极矩的过渡-通常被认为是一个整体的属性-然而,强烈依赖于边界条件,大大提高了拉比频率只有当开放的边界存在。随着场强的增加,拉比振荡迅速成为非谐的,和过渡停止是垂直的能量动量平面,直到系统进入一个不稳定的制度(复杂的准能谱),由于长期的放大通道。拉比振荡即使在复杂能量的存在下也保持稳定,它生动地说明了非厄米特、非局域和Floquet影响之间的竞争如何导致物理可测量量的显着增强。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.atom-ph
Quantum Rabi oscillations in coherent and in mesoscopic Schrödinger "cat" field states
单模相干光场中二能级系统的简单共振拉比振荡揭示了介观尺度下的复杂特征,即振荡的崩溃和复苏。利用慢圆形里德伯原子与超导微波腔的相互作用,我们在一个前所未有的相互作用时间和光子数范围内探索了这一现象。我们证明了有效的生产的“猫”状态,量子叠加的相干分量几乎相反的相位和大小的范围内的几十个光子。我们测量了它们的维格纳函数的切割,揭示了它们的量子相干性,并观察到它们的快速退相干。该实验为在腔和电路量子电动力学中快速产生和操纵非经典态开辟了广阔的前景。
2019-05-13 quant-ph