Accessing the topological Mott insulator in cold atom quantum simulators with realistic Rydberg dressing
本文提出利用光晶格中冷里德堡缀饰原子在棋盘晶格上模拟拓扑莫特绝缘体，通过平均场和密度矩阵重整化群方法分析相图及其稳定性，并给出可实现的实验参数方案。
2022-03-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Cold-atom quantum simulators of gauge theories
本文综述了冷原子量子模拟器在实现规范理论方面的进展，重点介绍了稳定规范不变性及从构建模块到大规模实现的关键突破，并展望了向更高维度、更高自旋表示和非阿贝尔规范群发展的未来方向。
2023-10-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators
在冷原子量子模拟器中设计长程相互作用可以导致奇异的量子多体行为。超冷原子混合物中的费米子原子可以充当介体，产生以费米子气体的维度和密度为特征的长程RKKY型相互作用。在这里，我们提出了几个调谐旋钮，在当前的实验平台上，允许进一步控制介导的相互作用的范围和形状，扩展现有的量子模拟工具箱。特别是，我们包括一个额外的光晶格的费米子介质，以及各向异性陷阱，以改变其维数在一个连续的方式。这使我们能够在幂律和指数衰减之间进行插值，为相互作用范围引入有效的截止值，并在不同距离处调整相对相互作用强度。最后，我们展示了我们的方法如何允许调查沮丧的制度，以前无法访问，在那里出现的手性保护的拓扑相以及手性自旋液体。
2022-03-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Interaction and filling-induced quantum anomalous Hall effect in ultra-cold neutral Bose-Fermi mixture on hexagonal lattice
研究了超冷中性玻色子和费米子在六角光晶格中的量子反常霍尔效应。在强相互作用极限下，一个费米子与玻色子或玻色子空穴的混合体形成复合费米子。这样的复合费米子已经在实验中成功产生[Nat. Phys.{ \bf 7}，642（2011）]。我们预测，这种复合费米子可以通过调节原子-原子相互作用或玻色子在混合物中的填充来实现量子反常霍尔效应。我们还讨论了六角光晶格上玻色-费米混合体中量子反常霍尔效应的相应实验特征。
2013-03-09 cond-mat.quant-gas
Measurement of total phase fluctuation in cold-atomic quantum simulators
本文提出利用连续性方程重建局域流来提取相邻玻色气体总相位涨落的方法，并通过一维量子场论模拟实验揭示此前隐藏的相位和模扇区，扩展了冷原子量子模拟器的探测能力。
2025-02-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exploring exchange mechanisms with a cold atom gas
囚禁在双势阱中的费米原子是研究基本交换机制的理想环境。我们使用精确的对角化和互补的分析计算来证明，两个被困费米子提供了一个极小模型的直接交换机制。这是海森堡反铁磁体的理想量子模拟器，揭示了共价键和离子键之间的竞争，并且可以创建、操纵和检测量子纠缠。三个被囚禁的原子形成了双交换机制的忠实模拟器，这是许多海森堡铁磁体背后的基本构建块。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Generalized cold-atom simulators for vacuum decay
针对现有冷原子模拟相对论性真空衰变的方案对原子散射长度要求严苛、实验难实现的问题，研究提出玻色同位素两态的任意稳定混合物均可作为可靠模拟系统，大幅拓展了可行实验范围，助力真空衰变研究。
2024-09-06 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Scalable cold-atom quantum simulator of a $3+1$D U$(1)$ lattice gauge theory with dynamical matter
Università di Torino（都灵大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑大学）；Kyung Hee University（庆熙大学）
本研究提出了一种可扩展的冷原子量子模拟器，用于三维U(1)晶格规范理论，通过线性规范保护和类比量子误差缓解方法，实现了对QED的高精度模拟。
2026-01-07 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
A cold-atom quantum simulator for SU(2) Yang-Mills lattice gauge theory
非阿贝尔规范理论在粒子物理的标准模型中起着重要的作用，它揭示了一个部分未被探索的令人兴奋的物理现象世界。在这封信中，我们提出了一个非阿贝尔格点规范理论- SU（2）Yang-Mills在1+1维中的实现，使用超冷原子。值得注意的是，与以前的建议相反，在我们的模型中，规范不变性是角动量守恒的直接结果，因此是基本的和鲁棒的。我们的建议可以作为更高维实现的起点。
2012-11-15 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-th
Cold Atom Quantum Simulator for Dilute Neutron Matter
中子星的内部结构和核的物理性质取决于中子物质的状态方程。稀中子物质是自旋为1/2的费米粒子通过s波散射相互作用的量子系统。虽然核系统和超冷原子系统的长度尺度和能量尺度相差几个数量级，但考虑到它们的无量纲通用相互作用参数，这两个系统都遵循一个共同的通用EOS。利用超冷$^6$ Li原子的费什巴赫共振量子模拟器，确定了中子物质在稀释区的物态方程，其中s波散射长度的影响占主导地位，但有效射程的影响很小。
2019-01-04 cond-mat.quant-gas nucl-ex nucl-th
Tuning the Topological $θ$-Angle in Cold-Atom Quantum Simulators of Gauge Theories
规范理论中的拓扑$θ$ -角产生了一系列基本现象，包括电荷宇称对称性的破坏、动力学拓扑跃迁和禁闭-解除禁闭跃迁。与此同时，它也给理论研究带来了重大挑战，因为它意味着数值模拟中的符号问题。模拟量子模拟器开启了用这样的拓扑项来处理量子多体系统的美好前景，但是，与它们的数字对应物相反，它们还没有表现出控制$θ$角的能力。在这里，我们演示了如何可调拓扑$θ$ -长期可以添加到一个原型理论与$\mathrm{U}(1)$规范对称性，离散版本的量子电动力学在一个空间维度。正如我们所示，该模型可以实现实验中的单物种玻色-哈伯德模型在一个光学超晶格具有三个不同的空间周期，从而只需要标准的实验资源。通过含时密度矩阵重整化群方法和精确对角化的数值计算，我们基准的模型系统，并说明如何显着的效果，由于$θ$ -长期可以观察到。这些包括电荷限制，量子多体结疤的减弱，以及由于CP对称性的显式破缺而导致的科尔曼相变的消失。这项工作为研究大规模冷原子量子模拟器中拓扑规范理论项的丰富物理学打开了大门。
2022-04-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Mixtures of ultra-cold atoms in 1D disordered potentials
本文研究了随机势场中冷原子一维双组分混合体系的相互作用，推广了以前的结果[{ \it Phys. Rev. Lett.} { \bf 105}，115301（2010）]。我们构造了无序玻色-费米混合物的相图，它是玻色-玻色和玻色-费米相互作用强度以及玻色声速与费米速度之比的函数。执行重整化群和变分计算，确定了三个阶段：（i）一个完全离域的双组分Luttinger液体与超流玻色子和费米子（ii）一个完全本地化的阶段与两个组件钉扎无序，和（iii）一个中间阶段，费米子本地化，但玻色子是超流的。在变分方法中，每个相位对应于不同水平的复本对称性破缺。在完全局域化阶段，我们发现玻色子和费米子的本地化长度可以有很大的不同。我们还计算了原子的动量分布和结构因子（实验上都可以得到），并讨论了如何在实验上区分这三个阶段。
2011-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Probing false vacuum decay on a cold-atom gauge-theory quantum simulator
本文在冷原子量子模拟器中实验研究了1+1维U(1)格点规范理论中背景场对施温格粒子对产生的影响，通过调节背景场实现大产生率区间的研究，并发现零质量极限下能谱呈现类玻色激发峰，为可控调节粒子对产生及其远离平衡态动力学研究开辟了新途径。
2024-11-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fast loading of a cold mixture of Sodium and Potassium atoms from compact and versatile cold atomic beam sources
本研究设计并表征了用于$^{23}$Na和$^{39}$K原子的2D$^+$MOT冷原子源，结合光诱导原子解吸技术大幅提升俘获率，实现了大原子数双物种冷混合物的高效加载，可支撑超冷量子混合物的量子模拟研究。
2023-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quantum read-out for cold atomic quantum simulators
量子模拟器允许探索静态和动态特性，否则棘手的量子多体系统。然而，在许多情况下，限制这种量子模拟的是读出。在这项工作中，我们引入了一个新的实验读出范式，利用相干非相互作用的动力学，以提取否则无法观察到的。具体来说，我们提出了一种新的层析恢复方法，允许间接测量二阶矩的相对密度波动的一维超流体，直到现在逃避直接测量。我们实现这一点，通过相关的相对相位波动，通过已知的动力学方程所产生的酉非相互作用的多模动力学在不同的演化时间测量的二阶矩。应用信号处理的方法，我们重建了完整的二阶矩矩阵，包括相对密度波动。我们用这种方法来研究平衡态、声子占据数的动力学，甚至预测递归。该方法为一维超流体的量子模拟打开了一个新的窗口，使其平衡和热化动力学的更深入的分析。
2019-05-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Cold Atom Quantum Simulator for String and Hadron Dynamics in Non-Abelian Lattice Gauge Theory
在现有的超冷原子实验能力范围内，我们提出了一个模拟量子模拟器，用于实时模拟$(1+1)$ -d非阿贝尔规范理论的动力学.该方案要求在一维二分晶格中实现两态超冷费米子系统，并观察随后的隧穿动力学。这种模拟技术基于SU（2）格点规范理论的新的圈弦强子形式，是完全SU（2）不变量的，可以精确地模拟弦断裂和对产生等物理现象的动力学过程。该方案是可扩展的，特别是有效的模拟理论在弱耦合制度，也散装限制的理论在强耦合制度，以一定的近似。本文还提出了一个数值基准比较的精确频谱和实时动力学的格点规范理论的原子哈密顿量与实验可实现的参数范围。
2020-09-29 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Ergodicity Breaking Under Confinement in Cold-Atom Quantum Simulators
本文将含拓扑θ角的1+1维QED量子链模型映射为带质量与交错磁化项的PXP模型，揭示禁闭与量子多体疤痕、Hilbert空间碎裂的相互作用，并给出可在冷原子平台验证的动力学相图。
2024-02-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Bichromatic State-Insensitive Trapping of Cold 133Cs-87Rb Atomic Mixtures
我们研究了两种不同原子种类，铯和铷的混合物的同时状态不敏感的捕获。铯原子和铷原子的魔波长不同，分别为$935.6$ nm和$789.9$ nm，因此单频同时状态不敏感捕获是不可能的。因此，我们确定双色捕获作为一种可行的方法来调整两个魔术波长到一个共同的值。相应地，我们提出了几种常见的魔术波长组合适合于同时状态不敏感的两个原子物种的捕获。
2015-10-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Experimentally accessible invariants encoded in interparticle correlations of harmonically trapped ultra-cold few-fermion mixtures
在质心框架下研究了一维谐振势阱中的双味混合超冷费米子系统。我们提出了一个数值方法，获得能量谱在这个框架中的任意质量比的费米子物种。我们确定了一个特定的不变量编码的多体相关性，使人们能够确定本征态的哈密顿量和标签的质心的激发。该工具可能是特别有用的实验分析粒子间的相互作用，不影响质心激发的谐波势。
2017-12-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Towards $2+1$D quantum electrodynamics on a cold-atom quantum simulator
Università di Padova（帕多瓦大学）；Padua Quantum Technologies Research Center, Università degli Studi di Padova（帕多瓦量子技术研究中心，帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所（INFN），帕多瓦分部）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Ludwig Maximilian University of Munich（慕尼黑路德维希-马克西米利安大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；University of Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（INFN-TIFPA，特伦托基础物理与应用研究所）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
本文提出利用冷原子量子模拟器实现(2+1)维U(1)格点规范理论的S=1截断，通过量子泽诺动力学实现规范保护，展示了高维格点规范理论的实验模拟前景。
2026-02-04 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Dynamic Kosterlitz-Thouless transition in 2D Bose mixtures of ultra-cold atoms
我们提出了一个现实的实验，以证明在二维超冷原子气体的动态Kosterlitz无相变。利用截断维格纳近似的数值实现，我们模拟了几种关联函数的时间演化，这些关联函数可以通过物质波干涉来测量。我们证明了弛豫动力学是很好的描述了一个实时的重整化群的方法，并认为这些实验可以指导发展的理论框架的理解临界动力学。
2011-12-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Ground-State Magnetization in Mixtures of a Few Ultra-Cold Fermions in One-Dimensional Traps
用精确对角化方法研究了束缚在一维阱中的几个自旋- $1/2$超冷费米子的基态性质。与以前的研究不同，它没有假设单个粒子的自旋投影是固定的。因此，自旋被视为一个额外的自由度和系统的全局磁化自发建立。根据陷阱的形状，粒子间的相互作用，和外部磁场，系统的相图确定。它表明，对于特定的限制，某些值的磁化不能达到的基态的系统。
2018-03-06 cond-mat.quant-gas
Estimating applied potentials in cold atom lattice simulators
Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系）
本文提出一种利用Feshbach共振关闭相互作用，通过时间演化快照高精度估算光学晶格中任意施加势能的实验协议，对制备误差和跳跃率不确定具有鲁棒性，推动精密量子模拟发展。
2025-10-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Investigation of Feshbach Resonances in ultra-cold 40 K spin mixtures
磁调谐费什巴赫共振是原子量子气体实验中不可或缺的工具。我们报告了20个迄今未发表的费什巴赫共振和21个可能的费什巴赫共振在自旋混合物的温度远低于100 nK的超冷费米40 K。特别地，我们在B=389.6 G处定位了宽共振，其磁宽度为26.4 G。这里1 G=10^-4 T。此外，通过激发低能自旋波，我们展示了一种新的手段，以精确地确定这种广泛的费什巴赫共振的散射长度的零交叉。我们的研究结果允许在超冷40 K量子气体的实验中进一步可调。
2017-01-09 cond-mat.quant-gas
Dimer, trimer and FFLO liquids in mass- and spin-imbalanced trapped binary mixtures in one dimension
我们提出了一个有吸引力的二元混合物中存在的自旋和质量不平衡的哈伯德模型描述的一维设置系统的调查。在讨论了典型的冷原子实验实现以及微观参量与有效参量之间的关系后，利用密度矩阵重整化群和量子蒙特卡罗模拟方法，研究了囚禁Fermi-Fermi和Bose-Bose混合体的密度分布、动量分布和关联函数等多体特性.特别是，我们专注于富尔德-费雷尔-拉金-Ovchinnikov，二聚体和三聚体流体在非均匀的情况下，通常实现在冷气体实验由于谐波限制的稳定性。最后，我们考虑可能的实验签名，这些阶段都存在一个有限的极化和有限的温度。
2012-03-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Non-equilibrium dynamics of fluctuations in an ultra-cold atomic mixture
我们研究了超冷玻色气体混合物通过自旋变化碰撞相互作用的自旋涨落动力学。实验实施采用$^{23}$ Na和$^{7}$ Li原子，其在宽范围的初始条件下不平衡制备。我们确定了三个制度，在不同的初始状态的系统的动力学：一个长寿的亚稳态制度，波动增长强劲的不稳定范围，和一个快速放松的制度接近热平衡。理论建模的数据使我们能够重建有效的潜力，其特征在于不同的动力学制度的系统。
2022-04-13 cond-mat.quant-gas hep-ph quant-ph
Gaussian tomography for cold-atom simulators
TUM School of Natural Sciences, Technical University of Munich（慕尼黑工业大学自然科学学院）；IQM Quantum Computers（IQM量子计算机公司）；Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系）
针对冷原子模拟器读出局限于电荷基对角可观测量的问题，提出利用随机时间的非相互作用动力学结合量子气体显微镜测量电荷非对角关联（如电流），无需局部控制，数值上以少于4000个样本实现局部电流5%误差测量，为现有平台精密测量铺路。
2025-10-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Andreev-Bashkin effect in superfluid cold gases mixture
我们研究了两种超流体的混合物与密度-密度和电流-电流（Andreev-Bashkin）种间相互作用。Andreev-Bashkin耦合在两种超流体之间产生了无耗散的阻力（或夹带）。在量子流体力学近似下，我们研究了声速，磁化率和静态结构因子之间的关系，在一个通用的模型中，密度和自旋动力学解耦。由于平移不变性，密度通道不会感受到阻力。相反，自旋通道不满足通常的Bijl-Feynman关系，因为f-和规则没有被自旋声子耗尽。在微扰理论中分析了一维玻色混合物及其Luttinger液体描述的非常相同的效果。利用扩散量子蒙特卡罗模拟的偶极气体系统的双层配置，我们证实了一般的结果。考虑到测量逆流不稳定性的最新进展，我们还研究了卷吸对具有非零相对速度的超流混合物的动力学稳定性的影响。
2018-01-22 cond-mat.quant-gas
Partial confinement in a quantum-link simulator
本文利用自旋-1量子链接模型研究部分禁闭现象，在平衡态与非平衡态下全面探索其物理，并讨论冷原子实验方案，为规范对称人工量子系统提供可行研究途径。
2024-09-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Ultracold atoms in superlattices as quantum simulators for a spin ordering model and phenomena
光晶格中的冷原子是物理学两个不同方面的应用：来自原子物理学的量子气体和来自量子光学的激光理论。它用于模拟凝聚态物理中的量子现象和模型是一个不断发展的领域。主要目标是在这些超晶格中使用冷的费米子原子进行模拟。我们在这里提出了一个理论建议，用费米子模拟自旋有序模型。我们证明了可果美晶格中双阱和共振价键（RVB）态中的超交换相互作用，这对于理解超导铜氧化物和其他磁阻挫材料的CuO2平面非常重要。
2013-06-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Supersolidity of cold-atom Bose-Fermi mixtures in optical lattices
我们研究了二维光晶格中无自旋玻色子和费米子的冷原子混合物。在嵌套费米面的存在下，玻色子可能会发展出一种迷人的超固体行为，其特征在于有限的超流密度以及空间密度波序。聚焦于三角形晶格几何结构，并结合一般的Landau-Ginzburg-Wilson方法和微观导出的平均场论，我们发现了一种具有Kagome型晶序的奇异超固相，其费米能带填充为$n_f = 3/4$。我们还解决了各向异性跳跃振幅的情况下，并显示条纹超固相出现在正方形和三角形晶格。对于弱相互作用，超固体与相分离竞争。对于强的种内和种间相互作用，费米子和玻色子的总数对应于每个位置的一个粒子，玻色子形成交替的莫特绝缘体基态。最后，对于混合物的$^{87}\text{Rb}^{40}\text{K}$和$^{23}\text{Na}^6\text{Li}$，我们表明，超固体可以观察到的温度范围内的正方形晶格几何形状。
2009-09-09 cond-mat.quant-gas
Bubbles in a box: Eliminating edge nucleation in cold-atom simulators of vacuum decay
该研究针对冷原子类比实验中边界导致气泡边缘成核、干扰真空衰变探测的问题，提出在边界设置高密度“沟槽”区域的方法，通过欧几里得计算与实时晶格模拟验证其能有效消除边缘成核，恢复宇宙学所需的体成核行为。
2025-07-30 astro-ph.CO cond-mat.quant-gas gr-qc
Detecting high-dimensional entanglement in cold-atom quantum simulators
本文提出一种仅需两个基测量和飞行时间膨胀的方法，用于在冷原子晶格系统中限制纠缠谱宽度，实现高维纠缠认证，并通过数值模拟验证其对噪声的鲁棒性，可支持多达八个原子。
2024-02-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum fields in a cold atomic simulator: relaxation and phase locking in tunnel-coupled 1D bosonic quasi-condensates
Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）；HUN-REN-BME-BCE Quantum Technology Research Group, Institute of Physics, Budapest University of Technology and Economics（匈牙利研究网络-布达佩斯技术与经济大学-布达佩斯理工大学量子技术研究组，物理研究所）；BME-MTA Momentum Statistical Field Theory Research Group, Institute of Physics, Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯理工大学-匈牙利科学院动量统计场论研究组，物理研究所）
本文通过冷原子模拟研究了隧道耦合一维玻色准凝聚体中的相锁定行为，发现纵向谐振阱的存在可解释该现象，并支持将纵向阱改为方盒形状以实现标准sin-Gordon动力学。
2026-11-11 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Fermion pairing in body-centered-cubic quantum simulators of extended Hubbard models
我们研究了在稀释极限下，体心立方光晶格的扩展哈伯德模型（$UV$模型）冷原子量子模拟器中费米子对的形成和凝聚，预测了小的和轻的费米子对.计算对质量、半径和结合条件，并用于计算转变温度。我们预测：（a）在体心立方光晶格中形成局部电子对，结合能可能很大;（b）对于特定的情况，其中原位$U$和位间$V$具有相似的尺寸，电子对既小又轻;以及（c）$^6$ Li原子对在约10 nK的温度下玻色-爱因斯坦凝聚。
2021-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Realization of a Cold Mixture of Fermionic Chromium and Lithium Atoms
我们报告了一种新型的费米$^{53}$ Cr和$^{6}$ Li原子的冷混合物的生产，由两个塞曼慢原子束提供，并收集在磁光阱（MOT）。对于锂，我们在大约$500\,μ$ K的温度下获得了高达$4 \,10^8$原子的云。灰色光学糖蜜阶段允许我们将气体温度降低到$45(5)\,μ$ K。对于铬，我们获得包含至多$1.5\, 10^6$原子的MOT。磁性可捕获的亚稳态$D$ -态（$P$ -态原子可以从其辐射衰变到其上）的可用性使得能够累积到高达$10^7$ $^{53}$ Cr原子的MOT四极样品中。在将$D$态原子重新泵入冷却循环后，最终冷却阶段将铬温度降低至$145(5)\,μ$ K.虽然锂MOT的存在降低了磁性捕获的$^{53}$ Cr原子的寿命，但我们在5秒占空比内获得了约$4\, 10^6$铬和$1.5\,10^8$锂原子的样品。我们的工作提供了一个关键的一步，生产退化铬锂费米混合物。
2020-02-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Non-invasive measurement of currents in analog quantum simulators
尽管模拟量子模拟器具有研究量子动力学的原始能力，但检测电流的可能性很小。在这里，我们提出了一个灵活的非侵入性的技术来测量电流的量子多体系统弱耦合系统的辅助，其次是测量的辅助人口。我们数值基准计划的例子中的相互作用玻色子的哈珀-霍夫斯塔德光晶格阶梯，并讨论潜在的实验误差来源。高度灵活的协议可以与硬核和软核玻色子以及费米子一起使用，可以很容易地扩展到更一般的可观测量，如电流-电流相关性，并适用于冷原子以外的其他设置，因为我们为捕获离子平台做了准备。
2021-06-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Realizing a scalable building block of a U(1) gauge theory with cold atomic mixtures
在物理学基本定律中，规范场是带电粒子间相互作用的媒介。一个例子是量子电动力学-电子与电磁场相互作用的理论-基于U（1）规范对称性。求解这样的规范理论一般是经典计算技术的难题。虽然量子计算机提出了一条前进的道路，但很难构建复杂模拟所需的大规模数字量子设备。在这里，我们提出了一个完全可扩展的模拟量子模拟的U（1）规范理论在一个空间维度。为了设计局域规范对称性，我们在原子混合物中采用了种间自旋变化碰撞。我们展示了实验实现的基本积木作为一个平台的连续规范理论的大规模量子模拟的关键一步。
2019-09-17 cond-mat.quant-gas hep-ph physics.atom-ph
Experimental verification of the area law of mutual information in a quantum field simulator
Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心，原子研究所，维也纳工业大学）；Max-Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（达勒姆复杂量子系统中心，柏林自由大学）；Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collége de France（卡斯特尔布罗塞尔实验室，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，法兰西学院）；Instituto de Telecomunicações（葡萄牙电信研究所）；Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本理工大学，里斯本大学）
本研究通过超冷原子模拟器验证了量子场理论中互信息的面积定律，并探讨了温度和子系统分离距离对互信息的影响。
2023-03-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum correlations and spatial localization in trapped one-dimensional ultra-cold Bose-Bose-Bose mixtures
OIST Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）
该研究通过改进的精确对角化方法，系统研究了超冷一维三物种玻色-玻色-玻色混合物的基态相图，揭示了强排斥相互作用下量子关联、相干和空间局域化的独特性质。
2025-06-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering analog quantum chemistry Hamiltonians using cold atoms in optical lattices
使用量子系统来有效地解决量子化学问题是近期量子技术长期寻求的应用之一。在最近的一项工作中，超冷费米子原子已经提出了这些目的，向我们展示了如何模拟在一个晶格基组中投影的量子化学哈密顿量。在这里，我们继续探索这条道路，并以几种方式超越这些最初的结果。首先，我们对模拟仿真器的工作条件进行了数值基准测试，并找到了要求较低的实验设置，在这些设置中仍然可以观察到三维的化学行为。我们还提供了一个更深入的理解，由于离散化和有限尺寸效应出现的模拟误差，并提供了一种方法来减轻它们。最后，我们基准的模拟器表征的行为的双电子原子（他）和分子（HeH $^+$）超出了在原来的工作中考虑的例子。
2021-04-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic control of ultra-cold $^6$Li and $^{174}$Yb($^3P_2$) atom mixtures with Feshbach resonances
从理论上研究了在玻色子亚稳$^{174}$ Yb（$^3$ P $_2$）原子与费米$^6$ Li原子碰撞中形成磁调谐Feshbach分子的可行性.与碱金属原子碰撞相比，亚稳原子碰撞具有高度的各向异性。我们的第一原理耦合通道计算这些碰撞揭示了广泛的费什巴赫共振的存在，由于各向异性的分子和原子的超精细相互作用的综合影响。为了使我们的预测符合实验观察到的宽共振结构\cite{Deep2015}的具体位置，我们通过直接最小二乘拟合优化了短程势的形状。这使我们能够确定其领先的角动量量子数的主导共振和描述的作用，碰撞各向异性的创建和扩大这个和其他共振。
2015-02-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Non-Equilibrium Quantum Dynamics of Ultra-Cold Atomic Mixtures: the Multi-Layer Multi-Configuration Time-Dependent Hartree Method for Bosons
发展并应用了多层多组态含时Hartree方法，该方法是研究多粒子玻色子系统非平衡量子动力学的一种从头算方法.它的多层特征允许定制的波函数的Ancillary，以准确和有效地描述物种内和物种间的相关性。为了证明有益的缩放和效率的方法，我们探索相关的隧道动力学的两个物种的排斥内和物种间的相互作用，其中第三种物种消失的物种间的相互作用是弱耦合。前两个物种的种群不平衡可以具有时间平衡的特征，并且它们的时间演化显著地依赖于与第三物种的耦合。第一种和第二种玻色子表现出聚束趋势，其强度可以通过它们与第三种玻色子的耦合来影响。
2013-03-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum simulator for the Schwinger effect with atoms in bi-chromatic optical lattices
特别设计的光晶格中的超冷原子可以用来模拟描述电子和正电子在外部电场中的多粒子哈密顿量。这有助于实验模拟（迄今未观察到的）基本量子现象，如Schwinger效应，即，强电场在真空中自发产生正负电子对。
2011-03-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universality of Efimov states in highly mass-imbalanced cold-atom mixtures with van der Waals and dipole interactions
本文研究质量不平衡冷原子混合物中 Efimov 态的三体参数普适性，揭示范德瓦尔斯普适性在偶极相互作用下经重整化仍保持，并在强偶极情形下由准一维散射参数表征，据此估算了 Er-Li 混合物的三体参数。
2024-08-30 cond-mat.quant-gas nucl-th
Cold atoms meet lattice gauge theory
这篇评论的中心思想是考虑与粒子物理相关的量子场论模型，并将这些模型中的费米子物质替换为玻色子。这主要是因为玻色子更容易“接近”，更容易被实验者操纵，但这种“替代”也导致了新的物理学和新的现象。它使我们能够获得新的信息，其中包括禁闭和解除禁闭过渡的动力学。因此，我们将考虑对应于玻色子Schwinger或Z $_2$玻色-哈伯德模型的动力学晶格中的玻色子。这篇评论的另一个中心思想涉及粒子物理理论的范式模型的原子模拟器，如Creutz-Hubbard阶梯，或Gross-Neveu-Wilson和Wilson-哈伯德模型。最后，我们将简要描述我们的努力，设计实验友好的模拟器，这些和其他模型相关的粒子物理。
2021-06-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Mitigating boundary effects in finite temperature simulations of false vacuum decay
本文针对冷原子模拟器中陷阱势边界快速种子气泡成核掩盖体相成核率的问题，提出在有限温度下通过在势中添加“沟槽”以高密度区域屏蔽边界的方法，有效减轻了边界效应，并验证了其在两种冷原子系统中的有效性。
2025-04-04 cond-mat.quant-gas
Chiral topological states in Bose-Fermi mixtures
拓扑态最初是在固态系统中发现的，并在物理学的许多领域引起了广泛的兴趣。冷原子的进展为研究拓扑状态创造了新的环境，这在固态系统中是非常不现实的。一个例子是量子气体的成分可以是各种类型的玻色子、费米子及其混合物。本文研究了二维玻色-费米混合物中相互作用诱导的拓扑态。提出了一类没有分数激发但具有极大手征边态的拓扑态。对于以前已知的拓扑态，这两个特征只能在费米子的整数量子霍尔态和玻色子的$E_{8}$态中同时发现。通过精确对角化和密度矩阵重整化群计算，证实了某些连续介质和晶格模型中所提出的态的存在。本文指出玻色-费米混合物是研究拓扑态的一个非常有吸引力的平台。
2019-03-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
BCS pairing in fully repulsive fermion mixtures
我们考虑两个具有排斥作用的中性冷费米气体的混合物。我们证明了在系统参数空间的某些区域内，由于集体激发的交换，同种费米子之间可以出现有效吸引。这导致形成BCS配对的情况下，裸露的原子间的相互作用是排斥性的。
2012-09-03 cond-mat.quant-gas
A Cold-Atom Particle Collider
本文提出在冷原子量子模拟器中实现1+1维U(1)格点规范理论的粒子碰撞实验，通过数值模拟揭示了禁闭、弦动力学和复合粒子内部结构等丰富现象，为对撞机物理的量子模拟研究奠定基础。
2024-01-10 cond-mat.quant-gas hep-ex hep-lat
Universal Efimov spectra and fermionic doublets in highly mass-imbalanced cold-atom mixtures with van der Waals and dipole interactions
本研究通过求解Born-Oppenheimer方程，发现高度质量不平衡的Er-Li和Dy-Dy-Li冷原子混合物中，即使偶极相互作用与范德瓦尔斯相互作用相当，Efimov谱和三体参数仍具普适性，并揭示了费米子双重态及其普适比率。
2025-09-07 cond-mat.quant-gas nucl-th
Finite-Temperature Study of Bose-Fermi Superfluid Mixtures
超冷原子实验为研究不同类型超流态的混合提供了独特的机会。我们的兴趣是在超流体混合物包括粒子与不同的统计-玻色和费米。这种情形自然发生，例如，在致密的QCD物质中。有趣的是，冷原子实验是在有限空间范围的陷阱中进行的，因此严重破坏了各种均匀相的发生。这个分析的关键是理解被捕获的系统可以经历相分离，导致一种独特的情况，其中任何一种物质（玻色子或费米子）的相变可以与可能的相之间的相分离重叠。在目前的工作中，我们说明了这种有趣的相互作用如何体现在一个相互作用的2种原子混合物-一个玻色子和另一个费米子与两个自旋组件-在一个现实的陷阱配置。我们进一步表明，这种相互作用的过渡可以呈现的性质的基态是高度敏感的实验参数和系统的维数。
2011-02-07 cond-mat.quant-gas
Effect of mediated interactions on a Hubbard chain in mixed-dimensional fermionic cold atoms
冷原子实验现在可以实现不同成分在不同空间维度上移动的混合物。我们研究了一种费米子混合物，其中一个物种被约束为沿着一维晶格移动，嵌入在由另一种费米子填充的二维晶格中，并且所有裸露的相互作用都是接触相互作用。通过关注一维费米子，我们将这个问题映射到一个链上具有非局域相互作用的费米子模型上。有效相互作用是由二维费米子介导的，并且是吸引和阻滞的，其形式可以通过改变二维费米子的密度来改变。利用泛函重整化群，在弱耦合和绝热极限下，我们证明了一维费米子可以被控制在各种密度波、自旋单重态或三重态超导相.
2020-04-28 cond-mat.quant-gas
d_{xy}-Density wave in fermion-fermion cold atom mixtures
研究了正方晶格上具有$SU(2)\times SU(2)$对称性的双简并Fermi-Fermi混合体中的密度波不稳定性。当两种费米子都处于半填充状态时，为了使粒子间的排斥作用最小化，当粒子间的排斥作用足够大时，会形成两个具有$π$相位差的常规（$s$ -波）数密度波。当一个粒子离开半填充时，一个非常规的具有$d_{xy}$波对称性的密度波出现了。当两种物质都远离半填充附近时，超导不稳定性占主导地位。我们提出了一个功能性重整化群计算的结果，映射出弱耦合的相图。此外，我们还基于四块模型对$d_{xy}$密度波相的出现提供了简单的解释。我们发现一个强大的和一般的机制$d_{xy}$密度波的形成，是有关的费米面的形状和大小。两种费米子在半填充附近的密度不平衡导致了不同种间Umklapp耦合的相空间差异。使用一个相空间参数领先的修正在一圈重整化群方法费米子，我们表明，在我们的系统中的相空间的差异导致相反的流量为两个领先的种内Umklapp耦合，这触发了$d_{xy}$ -密度波不稳定性。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
