Ultrastrong coupling few-photon scattering theory
本文研究了与一维波导超强耦合的二能级系统对光子的散射。使用极化子变换与散射理论的结合，我们可以计算量子比特的单光子散射特性，在很宽的耦合强度范围内，估计共振频率，线形和线宽。我们验证数值和分析的准确性，这种技术的$α=0.3$，接近图卢兹点$α=1/2$，非弹性散射成为相关的。这些方法模拟了最近的超导电路实验[P. Forn-D az et al.，（2016）]。
2017-01-17 quant-ph
Release of virtual photon and phonon pairs from qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中三能级原子自发辐射产生虚光子与虚声子对的机制，证明原子-声子耦合起主动作用并可产生强光子/声子流，为USC基态虚粒子对研究提供新途径。
2023-09-06 quant-ph
All-optical quantum simulation of ultrastrong optomechanics
单光子光机效应的观测是腔光机学中一个重要的研究课题。然而，实现超强光机相互作用仍然是一个很大的挑战。在这里，我们提出了一个全光学方案来模拟基于Fredkin型相互作用的超强光机耦合，它由两个交换耦合模式组成，耦合强度取决于另一个控制模式中的光子数。根据Bogoliubov近似的物理思想，通过利用强驱动来泵浦两个交换模式中的一个来实现位移放大，从而辅助这种耦合增强。我们的数值模拟表明，增强的光机耦合可以进入单光子强耦合甚至超强耦合区。我们还展示了在该系统中宏观量子叠加态的产生和量子测量的弱到强跃迁的实现。这一工作为在现有实验平台上实现单光子光机效应的量子模拟奠定了基础。
2022-01-12 quant-ph
Parity Measurement in Ultrastrong Coupling Regime
两个量子比特的奇偶性的测量是量子计算的基本原理，其允许创建确定性纠缠。在电路量子电动力学领域，在通常的行波近似（RWA）下，提出并分析了一种实现两个超导量子比特宇称测量的方案。我们表明，同样的计划可以进行超越这种近似，到制度的超强耦合，改善的保真度。
2012-05-09 quant-ph
Probing higher-order transitions through scattering of microwave photons in the ultrastrong-coupling regime of circuit QED
高阶跃迁可以发生在电路QED的超强耦合区，通过由反向旋转相互作用控制的虚拟过程。我们提出了一种可行的方法来探测高阶跃迁通过传播的微波光子入射到混合量子比特腔系统的散射。散射谱中的线形可以反映量子比特与腔之间的相干相互作用，而布居谱中的高阶跃迁可以被识别。我们进一步发现，如果两个量子比特与腔之间的耦合强度被调谐为非对称的，那么具有Fano线型的暗反对称态也可以从散射谱的变化中被检测到。
2018-05-22 quant-ph
Ultrastrong photon superbunching from electron shelving and time integral
本研究提出基于电子 shelving 与荧光时间积分的普适机制，可在级联量子系统或腔QED系统中产生超强二阶及高阶关联的超聚束光，具备高实验可行性且参数可调，能推动强关联相关研究与应用。
2024-12-13 quant-ph
Protected ultrastrong coupling regime of the two-photon quantum Rabi model with trapped ions
我们提出了一个稳健的实现的双光子量子拉比模型在囚禁离子设置的基础上的连续动力学解耦计划。以这种方式，可以安全地消除被确定为在离子阱模拟器中实现长时间相干动力学的主要障碍的磁移相噪声。更具体地说，我们研究了双光子量子拉比模型的超强耦合制度，其实现在囚禁离子涉及二阶边带过程。因此，所得到的动态变得非常慢，并且更容易受到磁噪声的影响，需要适当的方案来消除磁噪声。此外，我们讨论了动态解耦方法如何在我们的协议中发挥双重作用，即它们从动态中去除退相干的主要来源，同时积极定义模拟模型的参数制度。
2017-03-30 quant-ph
Dissipation and detection of polaritons in ultrastrong coupling regime
本文在不采用系统-库耦合的行波近似的情况下，从理论上研究了在超强光-物质耦合区中的耗散极化激元系统。腔中的光子和物质中的激发分别耦合两个大的谐振子系综（光子库和激子库）。继承了极化激元在超强耦合区的量子统计特性，在整个系统的基态，两个库并不处于真空态，而是压缩关联的。在主方程和朗之万方程的输入输出形式中，我们假设这种非真空库态。这两种方法都保证了极化激元系统衰减到基态，并且当极化激元系统处于基态时也不能探测到光子。
2012-08-26 quant-ph
Nonclassical Radiation from Thermal Cavities in the Ultrastrong Coupling Regime
热光源或混沌光源发射辐射，其特征在于以束发射光子的概率略微增强，由零延迟二阶关联函数$g^{(2)}(0) = 2$描述。在这里，我们探讨了光子符合计数统计的热腔在超强耦合制度，原子腔耦合率变得可比的腔共振频率。我们发现，根据系统温度和耦合率，热光子逃离腔可以显示非常不同的统计行为，其特征在于二阶关联函数接近零或大大超过2。
2013-04-03 quant-ph
Near-Perfect Single-Photon Source via Ultrastrong Coupling
Hunan Normal University（湖南师范大学）
提出基于Δ型三能级原子与单模腔耦合的方案，在强和超强耦合下实现高纯度、高不可区分性的确定性单光子发射，性能接近理想。
2026-07-02 quant-ph
Generalized Ultrastrong Optomechanics
我们提出了一个可靠的方案来实现一个广义的超强光机耦合的双模交叉克尔型耦合系统，其中的玻色子模式是强驱动。有效的光机相互作用的形式是一种模式的光子数算子和另一种模式的正交算子的乘积。耦合强度和正交相位都可以通过驱动场来调节。耦合强度可以被大大增强，达到超强耦合制度，在那里的少光子光学力学效应，如光子封锁和宏观上不同的量子叠加变得容易。可调正交相位的存在也使得能够实现几何量子操作。数值模拟表明，该方法在较宽的参数空间内都能很好地工作。我们还提出了这个计划的实验实施的分析。
2018-02-26 quant-ph
Single-photon-driven high-order sideband transitions in an ultrastrongly coupled circuit quantum electrodynamics system
报道了在磁通量子比特与共面波导谐振腔超强耦合的量子线路系统中，在单光子水平上的高阶边带跃迁的实验观察。当耦合强度达到谐振腔基频的10%时，我们得到了清晰的高阶红边带跃迁和一阶蓝边带跃迁的特征，这主要是由于超强拉比耦合。我们的观察推进了对超强耦合系统的理解，并为在单光子水平上研究量子拉比模型中的高阶过程铺平了道路。
2017-06-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Photon transfer in ultrastrongly coupled three-cavity arrays
本文研究了强耦合和超强耦合情况下，光子沿三个耦合腔线性阵列的传输，其中中心腔包含一个相互作用的二能级系统。我们发现，一个非均匀耦合阵列禁止一个完整的单光子转移的外部腔之间时，中央执行Jaynes-Cummings动力学。这不是在超强耦合制度的情况下，其中系统表现出奇异性的光子传输时间作为腔量子位耦合强度的函数。我们的模型可以在最先进的电路量子电动力学技术中实现，它代表了通过可扩展腔阵列研究光子态转移的构建块。
2013-04-23 cond-mat.supr-con quant-ph
Pure dephasing induced single-photon parametric down-conversion in an ultrastrong coupled plasmon-exciton system
在耦合量子系统中，作用于混合系统的一个成分的纯退相机制破坏对称性并实现在非耦合系统中被禁止的光学跃迁，即，纯失相浴打开级联耗散路径。在这里，我们表明，这种机制，使单光子诱导的参量下转换在一个超强耦合等离子体激子系统。快速纯退相的激子被证明支持光子对产生的主导能量弛豫途径。
2022-07-25 physics.optics quant-ph
Photon and phonon statistics in a qubit-plasmon-phonon ultrastrong coupling system
本文研究量子比特-等离激元-声子超强耦合系统中的光子/声子统计，揭示宇称守恒与破缺对聚束和反聚束行为的不同影响，并通过延迟二阶关联函数展示多重激发振荡。
2022-05-03 quant-ph
Cavity nano-optomechanics in the ultrastrong coupling regime with ultrasensitive force sensors
在正则光机系统中，机械振动被动态编码在光学探测场上，该光学探测场不可逆地施加反作用力。由于宏观振荡器实现的弱单光子耦合强度，大多数现有的实验都是用大光子数进行的，以实现相当大的效果，从而导致原始光机械非线性的稀释。在这里，我们研究的光机械相互作用的超灵敏悬浮纳米线插入在基于光纤的微腔模式。这种实现方式允许进入到迄今为止尚未探索的超强光机械耦合制度，其中一个单一的腔内光子可以取代振荡器超过其零点波动。为了充分表征我们的系统，我们实现了基于MEMS的扫描探针测量，以映射矢量光机械耦合强度，但也揭示了纳米线所经历的腔内光机械力场。这项工作确立了单光子腔光学力学制度是在实验范围内。
2019-04-01 quant-ph
Superfluid-Mott-insulator phase transition of light in a two-mode cavity array with ultrastrong coupling
本文构造了一种新型的腔阵列，在每个腔中，多个二能级原子与两个独立的光子模相互作用。该系统可以完全由双模Dicke晶格模型控制，该模型包括所有的反向旋转项，因此在最近的实验中实现的超强耦合机制中工作良好。由于特殊的原子-光子耦合机制，该模型支持全局守恒激发和连续的$U(1)$对称性，而不是标准Dicke晶格模型中的离散$Z_{2}$对称性.这种通过添加额外光子模式的对称性的明显变化强烈影响光子局域化/离域行为的性质。具体来说，原子-光子相互作用的特点是稳定的Mott波瓣结构的光子和二阶超流Mott绝缘体相变，这与Jaynes-Cummings晶格和玻色-哈伯德模型的相似之处。更有趣的是，这里预测的莫特叶结构关键取决于每个位点的原子数。我们还表明我们的模型可以映射到连续的$XX$自旋模型。最后，我们提出了一个在电路量子电动力学中实现腔阵列的方案。这项工作拓宽了我们对强相关光子的理解。
2017-01-18 quant-ph
Ultrastrong Coupling Signatures in Photon Statistics from Terahertz Higgs-Polaritons
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究通过腔内超导体传输光子统计，揭示强耦合下双光子Higgs极子的非线性特性，发现光子统计变化源于暗腔态的形成，为太强耦合提供诊断方法。
2026-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.optics
Second-order correlation and squeezing of photons in cavities with ultrastrong magnon-photon interactions
本研究在超强耦合磁子-腔系统中，通过精确求解二阶关联函数，发现反向旋转相互作用可诱导腔模压缩，且各向异性耦合可增强压缩，为量子信息技术中的光子阻塞优化提供途径。
2025-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-Dressed Bloch-Siegert Shift in an Ultrastrongly Coupled Circuit Quantum Electrodynamical System
强耦合区之外的腔量子电动力学（QED）系统有望表现出有趣的量子现象。在这里，我们报告了一个直接测量的光子修饰量子比特跃迁频率高达四个光子利用相同类型的状态转换在一个超强耦合电路QED系统实现电感耦合超导通量量子比特共面波导谐振器。这证明了在超强耦合量子系统中对光子修饰的Bloch-Siegert位移的令人信服的观察。此外，我们的结果表明，光子修饰的布洛赫-西格特位移变得更加明显的光子数的增加，这是量子拉比模型的一个特点。
2020-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Scattering in the ultrastrong regime: nonlinear optics with one photon
数值研究了与一维光子波导超强耦合的二能级系统对飞行光子的散射。光子介质被建模为一个阵列的耦合腔和整个系统进行了分析，超越了旋转波近似使用矩阵乘积状态。结果发现，散射的强烈影响的单光子和多光子穿着的束缚态存在于系统中。在超强耦合机制中，出现了一个新的非弹性散射通道，入射光子将能量沉积到量子位中，激发光子束缚态，并以较低的频率逃逸。这种单光子非线性频率转换过程的效率可达50%。由反转项引起的散射的其他显著特征是反射共振的蓝移和由于长寿命的激发态引起的Fano共振
2014-06-22 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Quantum coherence in ultrastrong optomechanics
光机械系统中的超强光-物质相互作用会导致光子阻塞等非线性光学效应。在这种系统中的系统浴耦合在观察这些效果中起着至关重要的作用。本文利用缀饰态主方程方法研究了光机系统的量子相干性。我们的主方程包括光子数相关的条款，诱导在这个系统中的退相。利用缀饰态主方程研究了腔退相、二阶光子关联和两腔纠缠。
2015-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cutting Feynman Loops in Ultrastrong Cavity QED: Stimulated Emission and Reabsorption of Virtual Particles Dressing a Physical Excitation
在量子场论中，裸露的粒子被一团虚粒子装扮成物理粒子。虚粒子影响物理粒子的质量和电荷等性质，只有这些修改后的性质才能在实验中测量，而不是裸粒子的性质。虚粒子的影响在腔量子电动力学（QED）的超强耦合机制中是突出的，这是最近在几个凝聚态系统中实现的。在某些系统中，类原子跃迁和腔光子之间的有效相互作用可以通过外部控制脉冲来打开或关闭。这为探索量子真空涨落以及物理和裸粒子之间的关系提供了前所未有的可能性。在这里，我们表明，通过施加适当的振幅和频率的外部电磁脉冲，每个虚光子敷料的物理激发腔QED系统可以转换成一个物理可观察的光子，并再次回来。通过这种方式，裸激励和物理激励之间的隐藏关系变得可以通过实验来检验。虚光子和物理光子之间的转换可以用费曼图和切环清晰地描绘出来。
2016-03-16 quant-ph
Output squeezed radiation from dispersive ultrastrong light-matter coupling
研究了腔光子模与另一非共振玻色子激发耦合产生压缩辐射的输出。通过在时间上调制它们的线性相互作用，我们预测当达到色散超强耦合状态时，当相互作用速率变得与最低能量模式的频率相当时。我们的工作为在频域中获得超强耦合的压缩光产生铺平了道路，例如，固态谐振器在GHz，太赫兹和中红外光谱范围。
2016-07-13 quant-ph
There is no ultrastrong coupling with photons
本研究基于电磁约束论证发射体-光子耦合强度存在根本上限，指出超强耦合无法通过光子实现而源于电荷间库仑相互作用，且无需纳入极化自能项，通过金属纳米球旁发射体的解析模型验证结论，推动相关领域重新评估已有研究。
2025-08-01 cond-mat.other physics.optics quant-ph
System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from weak to ultrastrong light-matter coupling regime
在标准的腔量子电动力学（QED）理论中，腔（腔系统和光子库）内外光子之间的耦合是光子总数守恒的。然而，当腔光子与物质中的原子或激发态发生（超）强相互作用时，系统-库耦合必须从更基本的观点来确定。基于介电介质QED理论中的Maxwell边界条件，导出了腔内极化激元（非光子）和腔外光子总数守恒的量子Langevin方程和输入输出关系。
2013-04-08 physics.optics quant-ph
Spontaneous Scattering of Raman Photons from Cavity-QED Systems in the Ultrastrong Coupling Regime
我们表明，入射辐射的自发拉曼散射可以观察到在腔QED系统没有外部增强或耦合到任何振动自由度。拉曼散射过程可以证明为发射光谱中的共振，当腔-QED系统接近超强耦合区域时，其变得清晰可见。我们提供了一个量子力学描述的效果，并表明，超强的光-物质耦合是一个必要条件的拉曼散射的观察。这种效应及其对系统参数的强烈敏感性，为腔QED装置的表征和光的量子态的产生开辟了新的途径。
2022-07-26 cond-mat.other physics.atom-ph 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
Circuit QED Spectra in the Ultrastrong Coupling Regime: How They Differ from Cavity QED
本文分析电路QED中超强耦合下的光谱，发现与腔QED不同，系统与输出端口的耦合方式导致独特光谱特征。
2024-10-02 quant-ph
Neutral atom entangling gate in the ultrastrong coupling regime
本文提出在超强耦合区利用共享玻色模式确定性纠缠量子比特或其系综的门方案，可制备最大纠缠态、压缩态和薛定谔猫态，并分析了自由演化导致的有效混合及实验可行性。
2025-01-10 quant-ph
Observing pure effects of counter-rotating terms without ultrastrong coupling: A single photon can simultaneously excite two qubits
单个光子同时激发两个量子比特的相干过程最近已经由[https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.117.043601 {Phys. Rev. Lett. 117，043601（2016）}]。我们提出了一种不同的方法来观察一个类似的动力学过程的基础上超导量子线路，其中两个耦合通量量子比特纵向相互作用的同一个谐振器。我们证明了两个量子比特的同时激发（假设它们的跃迁频率之和接近腔频率）与两个量子比特之间偶极-偶极耦合中的反向旋转项有关，并且标准的行波近似在这里是无效的。通过数值模拟绝热Landau-Zener跃迁和Rabi振荡效应，我们清楚地验证了单光子能量可以通过纵向耦合和反转项引起的高阶跃迁激发两个量子比特.与以前的研究相比，我们的系统中的相干动力学只涉及一个中间态，因此，表现出更快的速率。我们还发现了可能干扰的过渡路径。最后，通过讨论如何控制这两个相位耦合强度，我们找到了在我们的系统中同时观察相长干涉和相消干涉现象的方法。
2017-12-18 quant-ph
Solving and Completing the Rabi-Stark Model in the Ultrastrong Coupling Regime
本研究通过幺正变换求解超强耦合区Rabi-Stark模型的解析能谱，发现谱塌缩导致的不稳定性，引入非线性光子相互作用稳定模型，解析得到基态光子数阶梯特征与相边界，为相关超辐射相变研究提供参考。
2023-08-16 quant-ph
Detecting virtual photons in ultrastrongly coupled superconducting quantum circuits
针对超强耦合电路基态虚光子长期难以探测的问题，论文提出用光 fluxonium qudit 与相干控制将虚光子选择性转化为实光子，从而以现有技术实现高保真探测。
2024-04-04 cond-mat.other quant-ph
Multiphoton interaction of a qutrit with single-mode quantized field in the ultrastrong and deep strong coupling regimes
研究了由三态原子和单模光子场组成的量子系统在超强和深强耦合下的多光子动力学，当耦合强度大于或等于振子能量标度时.我们假设一个qutrit是在一个极性- $Λ$配置，其中两个较低的水平有平均偶极矩。直接多光子共振跃迁揭示广义拉比振荡，崩溃，和复活的原子激发几率的超强耦合进行了研究。在深强耦合区，重点研究了具有严格非经典性质的体系的基态。
2014-09-04 quant-ph
Symmetry-Controlled Ultrastrong Phonon-Photon Coupling in a Terahertz Cavity
Rice University（莱斯大学）；Smalley--Curl Institute, Rice University（莱斯大学斯马利-柯尔研究所）；Keio University（庆应义塾大学）；Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)（蔚山科学技术院）；Sogang University（西江大学）；Rice Advanced Materials Institute, Rice University（莱斯大学先进材料研究所）
利用铅卤化物钙钛矿的对称性相变调控声子-光子耦合，实现超强耦合的可控调节。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Description of ultrastrong light-matter interaction through coupled harmonic oscillator models and their connection with cavity-QED Hamiltonians
本文将不同经典耦合谐振子模型与等价 cavity-QED 哈密顿量对应，指出模型选择取决于抗磁项及横/纵向场介导机制，并用于提取光学响应和解释声子材料 Reststrahlen 带。
2025-02-19 quant-ph
Ultrastrong light-matter interaction in a multimode photonic crystal
本文通过将fluxonium量子比特与微波谐振器晶格电耦合，在光子晶体多模体系中实现超强光-物质耦合，使单光子输运成为多体问题，并利用多光子束缚态产生强关联光子库，为单光子非线性量子光学和纠缠多体相研究开辟新途径。
2024-02-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
Analytical ground state for the Jaynes-Cummings model with the ultrastrong coupling
本文利用广义变分方法，解析地得到了具有超强耦合的不可解Jaynes-Cummings模型的基态性质。给出了基态能量的显式表达式，在较宽的实验参数范围内与数值模拟结果吻合较好。特别是，所介绍的方法可以成功地求解具有正失谐（原子共振能级大于光子频率）的Jaynes-Cummings模型，而这是绝热近似和广义旋波近似无法处理的。最后，我们还演示了如何控制的平均光子数，通过当前的实验参数，包括光子频率，耦合强度，特别是原子的共振能级。
2011-07-19 cond-mat.other quant-ph
Superradiant phase transition in the ultrastrong coupling regime of the two-photon Dicke model
当前量子技术的可控性允许实现自旋玻色子模型，其中双光子耦合是光-物质相互作用的主导项。在这种情况下，当耦合强度变得与特征频率相当时，可以发生频谱塌陷，即离散系统频谱可以塌陷成连续频带。在这里，我们分析了双光子Dicke模型的热力学极限，该模型描述了一个量子比特系综与单个玻色子模式的相互作用。我们发现，存在一个参数制度，双光子相互作用诱导超辐射相变，光谱崩溃发生之前。此外，我们通过考虑二阶量子涨落项来扩展平均场分析，以分析低能谱并将临界行为与单光子情况进行比较。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity optomechanics in ultrastrong light matter coupling regime: Self-alignment and collective rotation mediated by Casimir torque
该研究理论上探讨了光学腔内量子二聚体系综在超强耦合下的行为，预测了由腔光子交换角动量引起的二聚体自对齐，以及手性腔真空态角动量转移导致的集体同步旋转两种新效应。
2023-11-28 quant-ph
Frequency conversion in ultrastrong cavity QED
提出了一种新的光子频率转换方法，该方法具有通用性和确定性。我们表明，一个系统的两个谐振器超强耦合到一个单一的量子比特可以用来实现单光子和多光子频率转换过程。这种转换可以通过调整量子比特频率来精确控制，以使所需的频率转换处于共振或非共振状态。考虑到电路QED和其他系统的超强耦合的最新实验进展，我们相信我们的方案可以使用现有的技术来实现。
2017-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Gauge-Independent Emission Spectra and Quantum Correlations in the Ultrastrong Coupling Regime of Open System Cavity-QED
量子偶极与光腔相互作用是腔量子电动力学（Cavity-QED）的关键模型之一。为了从理论上处理这个系统，典型的方法是将偶极子截断为两个能级。然而，它已经表明，在超强耦合制度，这种截断天真地破坏规范不变性。通过截断的方式符合规范原理，我们引入主方程{开放系统}计算规范不变的发射光谱，光子通量率，和量子关联函数，这表明显着的分歧与以前的结果使用标准的量子拉比模型。明确的例子显示使用偶极规范和库仑规范。
2022-11-19 quant-ph
Bistability of Exciton-Photon Microcavities in the Ultrastrong-Coupling Regime
Division of Science, New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校科学系）；Courant Institute for Mathematical Sciences, New York University（纽约大学库朗数学科学研究所）；Univ. Polytechnique Hauts-de-France, LAMIH, CNRS, UMR 8201（上法兰西高等理工学院，LAMIH实验室，法国国家科学研究中心，联合研究单位8201）
研究超强耦合 regime 中克尔非线性的相干驱动激子 - 光子微腔，通过简化模型分析下极化激元稳态稳定性，发现双稳性与强耦合 regime 相似但受相关因素影响，导致转折点和滞后窗口偏移。
2026-07-24 physics.atm-clus quant-ph
Spectral Properties of Two Superconducting Artificial Atoms Coupled to a Resonator in the Ultrastrong Coupling Regime
本研究实验探究了两个磁通量子位超强耦合至同一LC谐振器的超导电路，观测到免能级交叉与谱不对称性两种现象，为片上量子光学与量子信息新过程研究提供了新平台。
2025-05-19 quant-ph
Flux-mediated optomechanics with a transmon qubit in the single-photon ultrastrong-coupling regime
我们提出了一个利用超导量子比特在量子水平上控制射频机械谐振器的方案。电路的机械部分由一个悬浮的微米长的梁组成，该梁嵌入超导量子干涉器件（SQUID）的回路中，并与transmon量子比特并联连接。使用现实的参数，从最近的实验与类似的设备，我们表明，这种配置可以使可调的光机械相互作用的单光子超强耦合制度，其中的辐射压力耦合强度大于transmon衰减率和机械频率。我们调查的动力学驱动系统的耦合强度的范围内，并找到一个最佳的制度，基态冷却，与以前的理论研究考虑线性腔。此外，我们数值演示了一个协议，用于产生混合离散和连续变量纠缠以及力学薛定谔猫态，我们的研究结果表明，在单量子点上使用超导量子比特控制大质量物体的机械运动是可能的。光子水平，并且可以实现混合量子技术中的应用以及量子力学的基本测试。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong coupling regime of non-dipolar light-matter interactions
我们提出了一个电路QED方案，它允许达到一个单一的量子比特和量子共振器之间的非偶极相互作用的超强耦合制度。我们表明，系统的哈密顿量是很好地近似的双光子量子拉比模型，并提出了一个简单的散射实验来探测其基本性质。特别是，我们确定了一个驱动方案，揭示了选择规则的变化，其特征在于击穿的行波近似和从强到超强双光子相互作用的过渡。最后，我们表明，在一个狭窄的光谱区域的频率拥挤是可观察到的输出荧光光谱的耦合强度接近崩溃点，铺平了道路，直接观察的发病的固态设备中的光谱崩溃。
2018-07-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical generation and transfer of nonclassical states in strongly interacting light-matter systems in cavities
该研究利用腔中强及超强光-物质耦合下的极化激元动力学，实现非经典光态与物质态的产生、交换和转移，并揭示拍频、失谐不对称性及超强耦合优势。
2024-10-02 quant-ph
Cavity QED simulation of qubit-oscillator dynamics in the ultrastrong coupling regime
基于原子与高精细度光腔模相互作用中的共振拉曼跃迁，提出了一种在超强耦合区中耦合到单模电磁场的二能级原子的量子模拟.我们通过数值模拟表明，实现该计划的可能性与一个单一的铷原子，其中两个超精细基态组成的有效的两级系统，腔QED参数，应该是可以实现的，例如，微环形回音壁模式谐振器。我们的系统还可以模拟一个广义模型，其中原子反转和腔光子数之间的非线性耦合与（超强）偶极耦合处于同等地位，甚至可以在单原子水平上产生临界型行为。我们的模型考虑到耗散，我们特别注意的是，将很容易观察到的系统输出的可观。
2013-04-12 quant-ph
Quantum Simulation of Tunable and Ultrastrong Mixed-Optomechanics
我们提出了一个可靠的方案来模拟可调和超强混合（一阶和二次光机耦合共存）耦合双模玻色子系统中的光机相互作用，其中两个模式耦合的交叉克尔相互作用和两个模式之一是通过单激发和双激发过程驱动。结果表明，混合光力相互作用可以进入单光子强耦合甚至超强耦合区。一阶和二次光机耦合的强度可以根据需要进行控制，因此可以实现一阶、二次和混合光机模型。特别地，通过引入适当的压缩真空浴，可以完全抑制驱动模的热噪声。我们还研究了如何利用模拟的相互作用产生相干压缩态和真空态的叠加态。通过计算封闭系统和开放系统情况下的维格纳函数，表征了产生态的量子相干性效应。这项工作将为在量子模拟器中观察和应用超强光机效应铺平道路。
2021-08-19 quant-ph
Relaxation breakdown and resonant tunneling in ultrastrong-coupling cavity QED
本文研究了非对称偶极子与单腔模超强耦合的开放弛豫动力学，发现超强耦合抑制系统弛豫，但极化多光子共振可通过腔介导的共振隧穿恢复快速弛豫，并给出了基于Rabi模型对角化的解析描述。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipation and Ultrastrong Coupling in Circuit QED
腔路QED在最基本的水平上研究光与物质的相互作用。然而，这种相互作用是最经常被忽视时，考虑这个系统与环境的耦合。在本文中，我们将展示如何简化，导致标准的量子光学主方程，是在非物理效应的根源。包括量子位弛豫和退相，以及腔弛豫，我们推导出一个主方程，考虑到量子位谐振器耦合。特别注意的是给予超强耦合制度，量子光学主方程的失败是显而易见的。在这种情况下，我们的模型预测的真空拉比分裂，可用于探测在未探索的频率失相噪声的不对称性。我们还展示了量子位频率的波动如何导致边带跃迁、压缩和类卡西米尔光子的产生。
2011-10-21 quant-ph
Ultrastrong magnetic light-matter interaction with cavity mode engineering
研究提出腔模式工程技术，构建超小模式体积和超高品质因数的谐振器，使磁光相互作用相比自由空间增强超$10^{16}$倍，并经金刚石氮空位自旋实验验证，为量子计算和暗物质搜索等领域提供新应用。
2023-05-18 quant-ph
Comment on "System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from the weak to the ultrastrong light-matter coupling regime"
在最近的工作[arXiv：1301.3960]中，Bamba和Ogawa开发了一个微观模型，描述了与物质激子共振耦合的光子腔场。他们研究这种模型得到的结果之一是，在超强耦合状态下，通常安全的方法可能会对极化激子激发的耗散率给出错误的结果。特别是计算的耗散率应用旋转波近似的系统-环境耦合的定性不同的使用微观理论的基础上的量子电动力学的电介质。在这里，我表明，这一结果是一个文物，所造成的不一致的应用程序的旋转波近似和可疑的参数选择。
2013-07-22 quant-ph
Ultrastrong waveguide QED with giant atoms
巨发射体量子光学为波导QED中非马尔可夫性质的观测和操纵提供了一条新的途径。在本文中，我们扩展的巨原子理论，迄今仅限于微扰轻物质制度，以处理超强耦合制度。在标准旋波近似下，利用静态和动态极化子方法研究了巨原子与欧姆波导耦合的低能子空间。通过计算巨原子局域-离域量子相变的耦合函数，分析了系统的平衡性质。我们发现，虚光子打扮的基态是非指数本地化的接触点周围，但衰减的幂律。研究了初始激发态巨原子的动力学，指出了超强耦合对兰姆位移和自发发射衰减率的影响。最后，我们评论的存在，所谓的振荡束缚态超越旋转波近似。
2022-05-16 quant-ph
