Dissipative Many-body Quantum Optics in Rydberg Media
我们发展了一个理论框架，在相互作用的光介质中的电磁感应透明（EIT）条件下的量子化光的耗散传播。该理论使我们能够确定两个互补的基于Rydberg-EIT的光处理模块的输出的特殊时空结构：最近演示的单光子滤波器和最近提出的单光子滤波器，它们分别让单个光子通过和吸收单个光子。除了对这些和其他光量子器件的应用至关重要之外，该理论还为研究非线性非局域介质中强相互作用光子的奇异耗散多体动力学打开了大门。
2012-11-29 quant-ph
Dissipative preparation of steady Greenberger-Horne-Zeilinger states for Rydberg atoms with quantum Zeno dynamics
受最近工作的启发[Reiter，Reeb，and Sørensen，Phys. Rev. Lett. { \bf 117}，040501（2016）]，我们提出了一个简化的方案，用于在腔中耗散制备三个里德伯原子的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。$Z$泵浦是在$Λ$型原子的自发发射和强连续耦合诱导的量子Zeno动力学作用下实现的。同时，在$Z$抽运过程中，耗散Rydberg抽运破坏了状态$|{\rm GHZ}_+\rangle$的稳定性，使$|{\rm GHZ}_-\rangle$成为系统的唯一稳态。与前一种方案相比，该方案大大减少了作用于原子的驱动场数目，并且只需要一个单模腔。对完整主方程的数值模拟表明，在里德伯原子腔系统中，利用目前可实现的参数可以获得高保真度的$\sim98\%$。
2017-12-06 quant-ph
Dissipative entanglement preparation via Rydberg antiblockade and Lyapunov control
利用里德伯原子的耗散和抽运制备纠缠态对量子信息处理具有重要意义。驱动耗散动力学与里德伯态的自然线宽密切相关，并且通常可以通过工程热库来调制。我们提出了一种替代性的优化方案，即结合共振Rydberg反封锁激发和对基态的Lyapunov控制来加速两个相互作用的里德伯原子的单重态的制备.加速过程强烈依赖于系统的初始状态，相对于单重态和退相干敏感亮态之间的初始相干性。我们研究了快速纠缠制备的最佳参数方案和保真度对随机噪声的鲁棒性。数值计算结果表明，在当前的实验参数下，在0.4 ms左右可以实现0.99以上的保真度。该方案可以推广到制备更复杂的多原子纠缠态。
2018-11-27 quant-ph
Injection locking of Rydberg dissipative time crystals
本文通过射频电场实现了里德伯耗散时间晶体的注入锁定，展示了超越临界阈值后的完全同步及线性锁定带宽，为量子时间有序性的稳定与控制提供了新方法。
2025-04-22 quant-ph
Collective quantum jumps of Rydberg atoms
我们研究了具有长程里德伯相互作用、激光驱动和自发发射的原子开放量子系统。随着时间的推移，系统偶尔会在低里德堡粒子数状态和高里德堡粒子数状态之间跳跃。跳跃本质上是集体的，事实上只存在于大量的原子中。我们解释了如何纠缠和量子测量使跳跃，否则经典禁止。
2011-09-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Stimulated adiabatic passage in a dissipative Rydberg superatom
研究了延迟激光脉冲作用下受激绝热过程中原子里德伯态的双光子激发。我们发现，里德伯态原子之间的强相互作用和中间激发态原子的自发衰变的结合导致了原子系综中恰好一个原子的里德伯激发.量子芝诺效应为这一结果提供了一个清晰的解释：里德伯阻挡原子重复散射光子，有效地监测了一个随机激发的原子，因此该原子保持在里德伯态。该系统可用于确定性的创建，并可能，提取里德伯原子或离子一次一个。通过辅助粒子衰变的交感神经监测可能会在耗散多体系统的状态准备和相互作用的探测中找到更广泛的应用。
2013-02-04 physics.atom-ph quant-ph
Dynamics and equilibration of Rydberg excitations in dissipative atomic ensembles
研究了弛豫作用下强相互作用原子里德堡态的共振光激发。我们采用量子随机（蒙特卡罗）波函数来模拟二维晶格中几十个原子的耗散动力学。我们表明，在典型的实验条件下，涉及缓慢的里德伯态衰减和相当大的放松原子相干性，在几微秒的时间尺度上的原子系综接近一个稳定的状态，其中大部分的原子之间的量子相关性已经衰减了。然而，稳定状态，表现出很强的经典相关性的里德伯激发概率。
2013-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Preparation of entangled and antiferromagnetic states by dissipative Rydberg pumping
我们提出并分析了一种利用里德伯介导的耗散相互作用制备高保真纠缠态和反铁磁态的方法。利用非对称里德伯相互作用，两原子贝尔单态是里德伯泵浦过程的暗态。主方程模拟证明了Bell单重态制备保真度$\mcF=0.998$。反铁磁态产生的四自旋元格与对角化的横向场伊辛哈密顿量的结果一致。
2013-06-06 physics.atom-ph quant-ph
Spatial correlations of one dimensional driven-dissipative systems of Rydberg atoms
考虑一维原子晶格在激光激发下的里德堡态和自发发射。由于里德伯态的偶极-偶极相互作用，原子被耦合。这种驱动耗散系统具有广泛的非平衡相，如反铁磁有序和双稳态。使用量子轨迹方法，我们计算了多达20个晶格位置的整个参数空间的空间关联函数。我们发现，双稳态显着加强空间相关性和纠缠。
2013-09-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spatiotemporal dynamics of quantum jumps with Rydberg atoms
研究了一维原子链中量子跃迁的非平衡动力学。每一个原子都被强跃迁到短寿命态和弱跃迁到亚稳态所驱动。我们选择亚稳态作为里德伯态，这样当一个原子跃迁到里德伯态时，它会抑制或增强邻近原子的跃迁。这导致了丰富的时空动态，在强跃迁的荧光中可见。
2012-05-24 cond-mat.stat-mech nlin.PS 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
Driven-dissipative Rydberg blockade in optical lattices
本研究采用含长程关联的变分方法分析光晶格中范德瓦尔斯相互作用里德堡气体的稳态，发现其存在单一一级相变及退相位下的临界点，且部分区域与有效短程模型定量吻合，为耗散临界研究提供新路径。
2022-08-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dissipative engineering a tripartite Greenberger-Horne-Zeilinger state for neutral atoms
多体Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态是各种量子信息处理任务中不可缺少的元素。本文提出了在中性原子系统中耗散制备三重GHZ态的两种确定性方案。第一个方案可以看作是最近工作[T. M. Wintermantel，Y. Wang，G. Lochead，\textit{et al}，{Phys. Rev. Lett. \textbf{124}，070503（2020）}]。利用多色驱动场和工程自发发射，高效率地产生了奇数个原子的多粒子GHZ态。该方案有效地克服了对初始态的依赖性，但对里德伯态的衰变敏感的问题。在第二种方案中，我们利用里德伯态的自发发射作为资源，通过同时结合非常规里德伯泵浦的开关驱动和里德伯反封锁效应，可以获得保真度在$98\%$附近的稳定的三重GHZ态。
2020-04-24 quant-ph
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
Quantum many-body dynamics of driven-dissipative Rydberg polaritons
研究了强相互作用里德堡极化激元在一维光晶格中通过原子介质的传输。在实际的假设下，我们导出了一个有效的单带哈伯德模型来描述暗态极化激元的动力学。在这个模型中，我们分析了通过系统的驱动-耗散传输的极化激元考虑一个相干驱动的一侧，并包括自发发射的亚稳里德堡态。用变分方法求解多体问题，我们发现尽管里德伯态衰变有损失，但出射光子仍有很强的反聚束。
2020-03-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Variational analysis of driven-dissipative Rydberg gases
本文用最近引进的变分方法研究了强相互作用里德伯气体中相干动力学和耗散动力学相互作用引起的非平衡定态[H。Weimer，Phys. Rev. Lett. 114，040402（2015）]。我们给出了一个详细的讨论，这种新的方法的属性，我们提供了一个比较与Bogoliubov Born-Green-Kirkwood-Yvon层次结构相关的方法。我们发现，变分的方法提供了一些内在的优势，我们也表明，它是能够解释实验结果在一个前所未有的定量水平上的超冷里德伯气体。
2015-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipative dynamics and superradiant countinuous time crystal in a Rydberg-interacting Dicke system
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
研究Rydberg-修饰Dicke系统中耗散与相互作用的相互作用，揭示其非平衡动力学及超辐射连续时间晶体相的形成机制。
2026-10-26 physics.optics quant-ph
Quantum predator-prey cycles in dissipative Rydberg array
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国家重点实验室和物理学院，先进微结构协同创新中心）；School of Physics and Astronomy, and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-equilibrium Systems, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
该研究提出二维里德伯原子阵列的捕食者-猎物动力学量子类比，通过数值模拟观测到微秒尺度的稳定量子捕食者-猎物周期，拓展了捕食模型至量子领域并推进量子模拟策略。
2026-08-18 quant-ph
Coherent and dissipative dynamics of entangled few-body systems of Rydberg atoms
用Lindblad主方程方法对实验观测到的中性原子激发到里德堡态的量子少体动力学进行了数值分析。为此，最多五个铷原子被捕获的光镊，安排在各种二维配置，并激发到里德堡67S态的最近邻封锁制度。它们的相干演化测量随时间变化的基态投影。用林德布拉德方程模型对试验结果进行了分析，并通过系统误差和统计误差分析确定了均匀阻尼和非均匀阻尼。通过对实验结果的模型分析，成功地再现了纠缠系统的相干演化，并给出了与外部校准一致的最佳参数。
2019-02-07 physics.atom-ph quant-ph
Observation of multiple time crystals in a driven-dissipative system with Rydberg gas
在里德伯热气体中观测到多种时间晶体，为开放系统非平衡相和量子计量提供新途径。
2025-10-08 physics.atom-ph quant-ph
Deterministic Quantum Jump (DQJ) Method for Weakly Dissipative Systems
University of Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Center for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）
DQJ方法通过消除随机采样误差，在弱耗散系统中更高效地模拟量子跃迁。
2026-03-04 quant-ph
Dissipative many-body physics of cold Rydberg atoms
在过去的二十年里，里德伯原子已经成为一个在量子计算和量子模拟的框架下实现量子多体系统的多功能和研究的多系统。然而，即使在没有相干演化的情况下，Rydberg系统也表现出有趣的和非平凡的多体现象，例如在许多研究领域中相关的动力学约束和非平衡相变。在这里，我们回顾了我们最近的工作，这样的系统，耗散导致不连贯的动态，也人口衰减。我们表明，这两个效果，加上里德伯原子之间的强相互作用，引起了一些有趣的现象，使冷里德伯原子一个有吸引力的实验台经典的多体过程和量子推广。
2018-10-11 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph quant-ph
Photon propagation through dissipative Rydberg media at large input rates
研究了在电磁感应透明（EIT）条件下量子化光在相互作用里德伯介质中的耗散传输。光密原子介质中的里德伯阻塞物理导致了单光子之间的强耗散相互作用。高入射光子通量的制度构成了一个具有挑战性的多体耗散问题。我们实验研究的第一次详细的脉冲形状和二阶关联函数的传出字段和比较我们的数据与模拟的基础上两种新的理论方法非常适合于治疗这种多光子限制。在低入射通量，我们报告的理论和实验之间的良好协议。对于更高的输入通量，出射光的强度低于从理论预测获得的强度。我们解释这种差异，使用一个简单的唯象模型，考虑到污染物，这是近稳态的里德堡激发来自散射探测光子的再吸收。在高入射光子速率下，阻塞物理导致测量的关联函数的非常规形状。
2018-08-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipative Preparation of Spatial Order in Rydberg-Dressed Bose-Einstein Condensates
我们提出了一种在非局域相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体中设计动量相关耗散的方法。该方案依赖于使用动量依赖的暗态，与速度选择性相干布居俘获非常相似。在短时耗散动力学过程中，系统被驱动到一个特定的有限动量声子模式，这在实空间中对应于一个具有非局域密度-密度关联的有序结构。耗散诱导的有序化可以在现今的实验中观察到，并使用偶极-偶极或非共振里德伯相互作用的冷原子进行研究。由于它的耗散性质，这种有序不需要通过光学晶格或谐波陷阱来人为破坏平移对称性。这为量子气体直接冷却成强相互作用相开辟了前景。
2014-06-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Gaussian processes for choosing laser parameters for driven, dissipative Rydberg aggregates
为了便于有限温度下开放量子系统的量子模拟，一个重要的组成部分是在给定的时间尺度上实现热化。我们考虑了嵌入在激光驱动的原子环境中的里德伯聚集体（通过长程相互作用相互作用的里德伯原子的排列）。对于最小的聚集体（两个原子），可以通过对四个可调谐激光参数的蛮力扫描来找到合适的激光参数。然而，对于更多的原子，这样的参数扫描在计算上太昂贵了。在这里，我们应用高斯过程来预测热化性能作为激光参数的函数的两个原子和四个原子的聚集。这些预测在1000次模拟中表现得非常好，证明了高斯过程在原子物理学环境中的实用性。使用这种方法，我们发现并提出了有效的激光参数产生热化，这些参数的变化的鲁棒性，以及不同的热化动力学。
2018-06-27 physics.atom-ph quant-ph
Tuning excitation transport in a dissipative Rydberg ring
本文研究耗散与合成磁通共同作用下里德伯环中激发输运的可调性，提出四站点结构可作开关控制激发传输方向与目的地。
2023-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Driven-dissipative dynamics of a strongly interacting Rydberg gas
本文研究了激光作用下基态碱金属原子与里德堡态弱混合冷气体的非平衡多体动力学。在短于修饰态寿命的时间尺度上，原子之间有效的偶极-偶极或范德华相互作用可以导致强关联相的形成，例如原子晶体。使用半经典的方法，我们研究了长时间的动力学，由于自发发射和黑体辐射的消相干和耗散过程占主导地位，导致加热和熔化的原子晶体以及粒子的损失。这些影响可以通过在存在原子修整的情况下执行主动激光冷却来显著减轻。
2012-07-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Stabilization of Rydberg Dissipative Time Crystals Using a Scanning Fabry Perot Interferometer Transfer Lock
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
利用扫描法布里珀罗干涉仪转移锁稳定瑞德堡耗散时间晶体，显著降低频率漂移和不稳定性。
2026-02-26 physics.atom-ph quant-ph
Anomalous broadening in driven dissipative Rydberg systems
在三维光晶格中，观察到~（87）Rb原子双光子5s-18 s跃迁的相互作用展宽.随着原子密度和激发强度的增加，测得的线宽增加了近两个数量级，相应的抑制共振散射和增强非共振散射。我们属性的增加线宽共振偶极-偶极相互作用的18 s原子与附近的NP状态的自发创建的人口。在一个范围内的初始原子密度和激发强度，过渡宽度由一个单一的功能的稳态密度的里德伯原子，和观察到的共振激发率对应于一个两级系统的测量，而不是自然的线宽。这里观察到的增宽机制可能对许多相干相互作用里德伯原子的提议有负面影响。
2016-03-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Coherent versus incoherent excitation dynamics in dissipative many-body Rydberg systems
利用波函数蒙特卡罗（MCWF）方法研究了共振和非共振激光激发下，退相对超冷二能级里德伯原子云激发动力学的影响。我们发现，在共振驱动下，退相主要导致里德伯布居数的增加和Mandel Q参数的减小，而在非共振驱动下，退相则分别在原子对的直接激发和随后的单原子激发之间发生强烈的切换.这两种激发机制可以通过对关联函数直接量化，这表明强退相的双光子共振峰的强抑制。因此，定性不同的动态出现在弱和强退相非共振激发的激发统计。我们的研究结果表明，时间分辨的激励数测量可以作为一个强大的工具，以确定系统的激励动力学的主导过程。
2014-01-28 physics.atom-ph 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
Frequency Comb Behavior of Time Crystals in an RF-Driven Dissipative Rydberg System
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of Colorado（科罗拉多大学）
本研究在RF驱动的耗散Rydberg系统中观察到时间晶体的频率梳行为，通过四能级模型和Van der Pol振荡器类比，揭示了非平衡系统中非线性同步与频率梳生成的机制。
2026-03-12 physics.atom-ph quant-ph
Periodically-driven facilitated high-efficiency dissipative entanglement with Rydberg atoms
利用含时周期场可以有效地改变系统的拉比耦合，表现出非平凡动力学。我们提出了一个方案，表明这一功能可以应用于加速形成耗散稳定的纠缠的基础上Rydberg反封锁机制在一个简化的配置，从根本上源于外部场调制频率和系统的特征频率之间的频率匹配。当最佳调制频率与驱动场的中心频率相等时，双激发里德堡态有足够的停留时间进行不可逆的自发衰变到目标态，从而加速了量子纠缠度的稳定性，纠缠度约为0.98，纠缠度的形成时间小于400μs.我们发现，一个全球性的最大保真度受益于微波场耦合和自发衰变强度的一致性，该计划承诺一个强大的不敏感的初始人口分布。这种利用周期驱动产生耗散纠缠态的简单方法可能为Rydberg量子技术和量子信息的研究提供一个新的实验方向。
2020-03-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Effective dynamics of strongly dissipative Rydberg gases
研究了强噪声和耗散极限下相互作用里德堡气体的演化。从一个马尔可夫量子主方程的描述开始，我们推导出有效的运动方程，该方程在“粗粒度”的时间尺度上控制动态，其中快速耗散的自由度已被自动消除。具体来说，我们考虑两个方案是相关的当前的理论和实验研究-里德伯原子在一个两级（自旋）的近似受到强烈的退相噪声以及里德伯原子在所谓的电磁诱导透明（EIT）条件和快速辐射衰减。在前一种情况下，我们发现，有效的动力学描述的经典速率方程的二阶适当的微扰展开。与完整的量子主方程相比，这大大降低了数值模拟的计算复杂性。然而，当考虑到这种膨胀中的四阶修正时，我们发现所得方程打破了正性的保持，因此不能被解释为适当的经典主速率方程。在EIT系统中，我们发现扩展到二阶不仅保留了“经典”观测量的信息，而且还保留了一些量子相干性的信息。尽管如此，这种微扰处理仍然实现了一个非平凡的减少相对于原来的问题的复杂性。
2014-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Emergence of synchronisation in a driven-dissipative hot Rydberg vapor
本文在热铷原子蒸气中观测到里德堡态同步现象，并通过全局里德堡密度平均场理论解释了强相互作用导致的频率与相位锁定。
2025-03-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipation induced $W$ state in a Rydberg-atom-cavity system
提出了一种在里德伯原子-腔系统中制备三重$W$态的耗散方案。将三重$W$态转变为整个系统的唯一稳态是量子芝诺动力学、里德堡反封锁和原子自发发射的有机结合。实验结果表明，该方案具有较好的抗腔损性能，并具有较好的保真度，优于$98\%$。
2018-03-06 quant-ph
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-Markovian Quantum Jump Method for Driven-Dissipative Two-Level Systems
本文提出了一种改进的非马尔可夫量子跃迁方法，用于高效研究驱动耗散双态系统的动态行为，通过减少计算资源消耗并观察到相干与纠缠的复兴效应。
2025-12-16 quant-ph
Different Phases in a Dissipative Rydberg Lattice : Roles of Occupancy and On-site Interaction
本研究通过平均场与数值模拟方法，探究耗散里德伯晶格中占据数与在位相互作用如何决定均匀、密度波和振荡相等不同相，并发现初始布居差可增强密度波序，系统呈现弱普适性标度行为。
2025-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Microwave Power-to-Frequency Transduction in a Magnetically Initiated Rydberg Dissipative Time Crystal
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院，喷气推进实验室）
利用磁引发里德伯耗散时间晶体的自发振荡频率，实现微波功率到频率的转换，在室温铷蒸气中展示强非线性响应，为射频幅度到频率转换提供多体原子路径。
2026-09-29 physics.atom-ph quant-ph
Kinetic constraints, hierarchical relaxation and onset of glassiness in strongly interacting and dissipative Rydberg gases
我们表明，在强退相的极限激光驱动的里德堡气体的动力学描述的主方程与明显的动力学约束。系统的平衡态是不相关的，但动力学中的约束导致空间相关的集体弛豫，让人想起玻璃。我们研究和量化的演变向平衡在一个和两个维度，并分析如何玻璃化的程度和弛豫时间控制的里德伯原子之间的相互作用强度。我们还发现，里德伯激发的自发衰变导致玻璃弛豫的中断，使系统处于高度相关的非平衡稳态。本文的结果原则上也适用于极性分子和具有大磁偶极矩的原子等其他系统，表明冷原子和分子系综的集体行为可以与软凝聚态系统中的行为相似。
2013-12-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft physics.atom-ph
The rise and fall of patterns in driven-dissipative Rydberg polaritons
研究驱动-耗散 Rydberg 极化激元系统中的非平衡动力学，揭示了调制不稳定性引发微米级密度模式的形成与坍塌机制，并给出了非相干泵浦下形成稳定模式的条件。
2023-11-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
Physical swap dynamics, shortcuts to relaxation and entropy production in dissipative Rydberg gases
致密里德伯气体是一种非平衡系统，其中强的密度-密度相互作用产生有效的动力学约束。它们引起与高度约束的多体构型相关的动态停滞，导致缓慢松弛和玻璃态行为。多组分里德伯气体具有额外的长程相互作用，如激发交换。这些类似于用于人工加速经典玻璃形成者的原子模型模拟中的弛豫的粒子交换。然而，在里德伯气体中，交换是真实的物理过程，它提供了弛豫的动力学捷径。它们允许在实验中加速接近定态，同时对非平衡定态产生影响。特别是它们与辐射衰变过程的相互作用放大了动力学的不可逆性，我们通过定态熵产生来量化这种影响。我们的工作突出了一个有趣的类比真正的动力学过程中的里德伯气体和人工动力学基础先进的蒙特卡罗方法。此外，它提供了一个量化的特征的戏剧性的影响互换的结构和动力学的固定状态。
2019-07-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
A Rydberg Quantum Simulator
在费曼之后，劳埃德详细阐述了通用量子模拟器（QS）是一种受控量子设备，它可以再现任何其他具有短程相互作用的多粒子量子系统的动力学。这种动力学可以指相干哈密顿量和耗散开放系统演化。我们研究了激光激发的大间距光学或磁性晶格中的里德伯原子如何为涉及（高阶）n体相互作用的自旋模型提供一个有效的通用QS实现。这包括模拟奇异自旋模型的哈密顿量，涉及n粒子的约束，如Kitaev复曲面代码，颜色代码，和格点规范理论与自旋液相。此外，它提供了基于工程n粒子库耦合耗散制备纠缠态的成分。我们的架构的关键基本构建块是通过辅助里德伯原子的高效和高保真的n量子比特纠缠门，包括通过光泵浦的可能的耗散时间步长。这允许通过一系列快速、并行和高保真的n粒子相干和耗散里德堡门来模拟系统的时间演化。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Towards macroscopic spin and mechanical superposition via Rydberg interaction
本文提出了一种在原子和力学系统中产生多体纠缠态的方法。在超稳定Cs晶格钟中应用强里德伯缀饰相互作用和快速分岔方案，在大猫态的形成方面取得了突破性进展。利用量子跳跃蒙特卡罗方法，通过对去相干效应的详细研究，并考虑稠密系综中的障碍，即能级混合、分子形成和集体退相干，预测了700个原子猫态的形成。提出了利用里德伯原子与带电粒子间的偶极耦合，将产生的叠加态转移到相距较远的机械振子上。
2018-09-29 quant-ph
Quantum signature for laser-driven correlated excitation of Rydberg atoms
由于原子间的里德伯-里德伯相互作用，激光驱动里德伯气体的激发动力学表现出协同效应，但对于具有非均匀里德伯耦合的多体大系统，很难用密度矩阵方程精确求解或数值研究。本文发现，如果用无限程耦合代替依赖于距离的Rydberg-Rydberg相互作用，则大部分原子处于基态的激光驱动的Rydberg气体可以用类似于光学Kerr效应的简化相互作用模型来描述。然后我们可以定量地研究量子涨落对Rydberg激发的影响，并分析计算稳态激发动力学的统计特性，揭示驱动耗散Rydberg气体的量子特征。所得结果对其他自旋-自旋耦合的自旋-1/2系统具有重要意义。
2017-02-08 quant-ph
Dissipative time crystal in a strongly interacting Rydberg gas
本研究在室温里德堡原子气体中实验实现了耗散时间晶体，通过光子透射的持续振荡、非衰减自相关及对噪声的鲁棒性，证明了连续时间晶体的长程时间序。
2024-07-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Emergent synchronization mode in coupled Rydberg atomic chains
本研究针对耦合耗散里德堡原子链系统，通过调节间距发现了相邻位点具π相位差的新型振荡同步模式，明确其对应两类连续时间晶体共存相及相关分岔类型，验证了多链情形下该模式的唯一性并探讨了实验可行性。
2025-11-15 quant-ph
Statistical analysis of quantum trajectories in dissipative Landau-Zener model
本研究针对耗散Landau-Zener模型，采用量子轨迹方法分析两类耗散机制下二能级系统的量子跳跃统计特性，揭示了多类参数对跳跃统计的影响规律，丰富了量子演化与耗散系统的统计研究。
2024-11-04 quant-ph
Heralded atomic nonadiabatic holonomic quantum computation with Rydberg blockade
提出了一种利用两个计算原子和一个辅助原子实现原子非绝热完整量子计算的方案。在里德伯封锁条件下分析了系统的动力学行为，并通过逆向工程设计了鲁棒的激光脉冲，从而实现了高精度的量子门。此外，我们还研究了具有主方程的耗散演化。结果表明，通过测量辅助原子的态可以预测原子的衰变，如果辅助原子保持在里德伯态，则可以得到近乎完美的幺正演化.因此，该协议可能有助于在耗散环境中实现NHQC。
2020-08-07 quant-ph
Dissipation-based entanglement via quantum Zeno dynamics and Rydberg antiblockade
在腔QED的背景下，提出了一个耗散产生两个里德伯原子之间最大纠缠的新方案。原子的自发发射与量子Zeno动力学和Rydberg反封锁相结合，保证了系统主方程的唯一稳态解，它正好对应于反对称Bell态$|S\rangle$ .里德伯原子的基态阻塞机制加快了收敛速度。同时，腔衰减的影响被抑制的Zeno要求，导致一个稳态保真度约$90\%$作为单原子的合作性参数$C\equiv g^2/(κγ)= 10$，并进一步放宽这一限制$C= 5.2$一旦量子跳跃的反馈控制被利用。
2017-05-10 quant-ph
Stark-modulated Rydberg dissipative time crystals at room-temperature applied to sub-kHz electric-field sensing
本文提出利用直流和交流Stark场移动或调制室温Rydberg耗散时间晶体的振荡频率，实现亚kHz弱电场的高灵敏传感，在300Hz处灵敏度达7.8 uVcm-1Hz-1/2，分辨率低至亚Hz。
2025-03-12 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.ins-det
Glassy dynamics due to a trajectory phase transition in dissipative Rydberg gases
高激发态里德伯原子的物理学是由阻塞或排斥相互作用控制的，这种相互作用阻碍了先前激发的原子附近的原子的激发。这导致了协同效应和弛豫动力学，显示出与玻璃形成系统弛豫中观察到的相似的时空异质性。在这里，我们建立理论上存在的玻璃态动力学制度在一个开放的里德伯气体，与相共存在一阶过渡的动态大偏差函数。这种转变发生在低密度的活性阶段和非活性阶段之间，在活性阶段中，动力学过程在短时间尺度上发生，在非活性阶段中，激发的原子是密集的，动力学是高度被捕的。我们进行了数值精确的研究，并开发了一个平均场的方法，可以理解这种相变的力学。我们表明，辐射衰减-这成为实验相关的很长一段时间-移动系统远离动力学相共存。然而，动态相变持续存在，并导致观察到的动力学的强烈波动。
2018-09-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quench dynamics of a dissipative Rydberg gas in the classical and quantum regime
理解量子系统的非平衡行为是当代物理学的一个主要目标。目前，许多研究集中在低维晶格中多体系统在淬火后的动力学，即，参数的突然变化。已经这样一个简单的设置提出了实质性的理论挑战的实时后淬火量子动力学的调查。在经典的多体系统中，Kolmogorov-Mehl-Johnson-Avrami模型描述了在一级相变中淬火的系统的相变动力学。在这里，我们表明，一个类似的方法可以应用于揭示的淬火动力学的相互作用气体的里德伯原子，这已成为一个重要的实验平台的量子非平衡效应的调查。我们能够获得一个分析的时间演化的理解，突然淬火从初始状态没有里德伯原子，并确定显着不同的行为的激发增长的经典和量子制度。我们的方法使我们能够描述淬火附近的非平衡相变，并提供了一个近似的解析解深入量子域。
2018-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
