Mesoscopic Spin Coherence in a Disordered Dark Electron Spin Ensemble
Seoul National University（首尔大学）；Ajou University（亚洲大学）；Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
该研究通过迭代协议在钻石中实现高极化介观自旋集体，揭示了相干驱动与局部无序的竞争机制，为量子传感和模拟提供了新资源。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous decay of an atom excited in a dense and disordered atomic ensemble: quantum microscopic approach
本文在文献[I. M. Sokolov等人，J. Exp. Theor. 112，246（2011）]，我们分析了在平均原子间间隔小于或相当于准共振辐射波长的条件下冷原子云中单个原子的自发衰变。除了衰变动力学，我们分析了共振的位移以及原子跃迁光谱形状的扭曲。
2016-01-14 physics.atom-ph quant-ph
Molecular polaritonics in dense mesoscopic disordered ensembles
本文研究了分子极化激元学中真空拉比分裂（VRS）与频率无序、振动、近场效应和密度的关系。在介观极限，静态频率无序已经可以引入一个损失机制，从极化激元状态到暗态水库，我们定量描述，提供了一个分析缩放的VRS与无序的水平。无序还可以将分子系综分裂成供体型和受体型分子，并且电子振动耦合、偶极-偶极相互作用和振动弛豫的组合诱导集体分子状态内的激发的非相干FRET（Förster共振能量转移）迁移。这相当于一个耗散无序，并具有饱和的效果，甚至减少了介观，高密度极限的VRS。总的来说，这种分析可以量化暗态在腔量子电动力学与介观，无序合奏发挥的关键作用。
2021-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macrostate equivalence of two general ensembles and specific relative entropies
研究了一般状态对系综等价的两个判据：宏观态等价和测度等价。宏观态等价性意味着两个系综在遵循大偏差原理的宏观量测量下是不可区分的，而测量等价性意味着两个系综的特定相对熵在热力学极限下为零。它表明，测量等价性意味着宏观状态等价的一般状态对导出的不等式连接的大偏差率函数的特定的相对Renyi熵。这个结果既适用于量子系统，也适用于经典系统.作为应用，我们讨论了量子化的一个充分条件、宏观变量量子动力学的时标以及量子猝灭中严格不可逆的第二定律。
2016-08-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Bell-inequality violation in light transmitted through disordered emitter ensembles
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information of the Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）
该研究证明无序弱耦合二能级发射体透射光可在连续波弗朗松型测量中违背贝尔不等式，并通过四阶累积展开计算关联，预测在反聚束和聚束两种区域实现违背。
2026-09-25 physics.optics quant-ph
Quantum evolution in disordered transport
我们分析了弱无序下量子态的传播。特别地，我们研究了作为量子信息潜在载体的量子态通过无序微扰波导的可靠传输。我们量化波包失真，后向散射和无序引起的失相，这一切都对运输起着积极的作用，并确定可靠传输的条件。我们的分析依赖于处理的整体平均量子态的量子主方程的非平衡动力学。
2017-09-20 cond-mat.dis-nn quant-ph
Photonic quantum memory in two-level ensembles based on modulating the refractive index in time: equivalence to gradient echo memory
我们提出了一个量子存储协议，允许存储光的合奏的两个级别的原子，例如，稀土离子掺杂到晶体中，通过调制的折射率的主机介质的原子线性的时间。我们表明，在某些条件下，所得到的动态是等效的梯度回波记忆协议，它依赖于原子共振频率的空间梯度的基础。我们讨论了实验实施的前景。
2012-05-23 quant-ph
Quasi-Floquet prethermalization in a disordered dipolar spin ensemble in diamond
该研究在金刚石强相互作用偶极自旋系综中观测到Floquet预热化，并扩展至多频不可公度的准Floquet驱动，揭示预热化对驱动场平滑性高度敏感。
2023-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Equivalence condition for the canonical and microcanonical ensembles in coupled spin systems
通常假设，没有理由，系统和浴之间的弱耦合是正则系综和微正则系综等价的必要条件。例如，在正则系综中，如果系统和浴是非耦合或弱耦合的，则温度出现。我们研究了这种弱耦合近似的有效区域，使用耦合复合自旋系统。我们的结果表明自旋耦合强度可以和系统的能级间距一样大，表明弱耦合近似的有效区域比通常预期的要宽得多。
2010-07-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Equivalence of Statistical Mechanical Ensembles for Non-Critical Quantum Systems
我们考虑的问题，是否正则和微正则系综是局部等价的短程量子哈密顿量的$N$自旋排列在$d$维晶格。对于任何温度下的系统有一个有限的相关长度，我们证明了正则和微正则状态是近似相等的区域包含多达$O(N^{1/(d+1)})$自旋。证明依赖于量子晶格系统的Berry-Esseen定理的变体和量子信息理论的思想。
2015-02-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Probing quantum thermalization of a disordered dipolar spin ensemble with discrete time-crystalline order
通过离散时间晶体有序的稳定性研究了受驱动偶极多体量子系统的热化动力学。使用周期性驱动金刚石中的电子自旋杂质，我们实现了不同类型的自旋之间的相互作用，并通过实验证明，无序，驱动和相互作用的相互作用导致几个定性不同的热化制度。对于短的驱动周期，所观察到的动态很好地描述了一个有效的哈密顿量，它敏感地依赖于相互作用的细节。对于较长的驱动周期，系统变得容易与驱动场进行能量交换，并最终进入通用热化状态，其中动态可以通过相互作用引起的单个自旋的退相来描述。我们的分析揭示了长程伊辛和其他偶极自旋模型的热化之间的重要差异。
2018-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Disordered ensembles of strongly coupled single-molecule plasmonic picocavities as nonlinear optical metamaterials
我们建议使用分子picocavity合奏宏观相干非线性光学器件，使纳米级强耦合。对于一个通用的picocavity模型，包括分子和光子的无序，我们推导出理论上的性能界限相干交叉相位调制信号使用弱经典场的不同频率。我们表明，强耦合的picocavity { \it vacua}与特定的振动边带中的分子发射光谱的结果在一个显着的变化的超材料的有效折射率相对于一个无分子的情况下，由于真空诱导的Autler-Townes效应。对于一个现实的分子无序模型，我们证明了交叉相位调制的光场弱至10千瓦/厘米$^2$是可行的，在室温下使用分子picocavities的稀系综，提供了有限的真空是不共振驱动的外部探测场}。我们的工作为利用强耦合进行光态制备和量子控制的等离子体超材料的发展铺平了道路。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Effective dynamics of disordered quantum systems
我们推导出一般的演化方程描述的整体平均量子动力学产生的无序哈密顿。无序平均影响的一致性的演变，并可以占适当定制的有效偶联剂和相关的速率编码的具体统计特性的哈密顿的本征向量和本征值，分别。光谱无序和各向同性无序的特征向量分布被认为是典型的测试用例。
2016-08-29 quant-ph
Entanglement of a class of non-Gaussian states in disordered harmonic oscillator systems
对于$d$维晶格上的无序谐振子系统，我们考虑了寻找与特定数目的模相关的能量本征态的均匀系综的二分纠缠的问题.这样的系综定义了一类混合的非高斯纠缠态，这些纠缠态由系统的能量以递增的顺序标记。我们开发了一种新的方法来找到这类状态的精确对数负性。我们还证明了纠缠边界，并证明了低能态遵循面积定律。
2018-03-01 math-ph math.MP quant-ph
Eigenframe Synchronization in Disordered Driven Quantum Ensembles
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Quantum Technology Center（量子技术中心）
本文针对无序驱动量子系综的控制问题，提出Floquet本征框架同步的几何要求，构建可测量的序参量与度量，通过NV系综实验验证其抗无序特性，并实现无谐波AC磁测量协议。
2026-08-19 quant-ph
Efficient quantum transport in disordered interacting many-body networks
研究了$n$费米子在由$k$ -体相互作用连接的$l$单粒子态无序网络中的相干输运。这些网络模型的嵌入式高斯随机矩阵集成（EGE）。当系统中充满$n \sim l-1$和$k\sim n/2$时，电导带宽和系综平均总电流达到最大值。对于情况$k=1$和$k=n$，带宽最小。我们发现，对于所有参数的运输显着增强时，中心对称系综（csEGE）被认为是。在这种情况下，传输显示出许多完美传输的共振。通过谱分解分析透射率，我们发现中心对称性导致了强相关性，增强了分布的极值。这抑制了系统中的相消干涉效应，并因此引起增强整体传输的无反向散射的传输谐振。对于$n=l-1$，csEGE的总电流分布具有非常大的主峰，接近观察到的最高电流。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gaussian concentration bound and Ensemble equivalence in generic quantum many-body systems including long-range interaction
这项工作探讨了短距离和长距离相互作用系统的基本统计和热力学性质。本研究的目的有两个。首先，我们严格证明了任意少体观测量的概率分布在一定的阈值温度以上受到高斯浓度界（或Hoff-Hoeffding不等式）的限制。其次，我们建立了吉布斯态的浓度界与正则系综和微正则系综的等价性之间的定量关系。然后，我们评估的热力学性质的平均值之间的差异的典型和微正则系综。在正则系综上高斯浓度约束的假设下，系综描述之间的差异由$\left[n^{-1} \log (n^{3/2}Δ^{-1})\right]^{1/2}$上界，其中$n$是系统尺寸，\textit{exponentially small energy width}是微正则系综的能量层的宽度。通过结合这两个结果，我们证明了在阈值温度以上的任意远程相互作用系统中的系综等价性以及弱本征态热化。
2020-08-18 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Equivalence of matrix product ensembles of trajectories in open quantum systems
热力学系综的等效性是统计力学的核心，也是我们理解物质平衡态的核心。最近的研究表明，开放量子系统的动力学与额外维中的统计力学之间存在形式上的联系。这是通过以下事实建立的：开放系统动力学生成矩阵积状态（MPS），该状态编码所有可能的量子跳跃轨迹的集合，并允许按照热力学配分函数的精神构造生成函数。在连续时间马尔可夫演化的情况下，例如由Lindblad主方程生成的情况，对应的MPS是所谓的连续MPS，其编码在某个固定的总观察时间终止的连续测量记录的集合。在这里，我们表明，如果一个人，而不是终止轨迹后，一个固定的总数量的量子跳跃，例如发射事件到环境中，相关的MPS是离散的。这建立了一个有趣的类比：连续和离散的MPS对应于不同的量子轨迹集合，一个以总时间为特征，另一个以量子跳跃的总数为特征。因此，它们产生了不同热力学合奏的量子版本，类似于“大正则”和“等压”，但对于轨迹。在这里，我们证明了这些轨迹合奏是等价的，在一个适当的限制长时间或大量的跳跃。这与平衡态统计力学直接类似，其中系综之间的等价性仅在热力学极限中严格建立。一个内在的量子特性是等价性只对所有与量子跳跃次数对易的可观测量成立。
2015-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Disordered quantum wires: microscopic origins of the DMPK theory and Ohm's law
我们研究了带上Anderson模型的电子输运性质，模拟了准一维无序量子线。在文献中，这种线的标准描述是通过随机矩阵理论（RMT）。我们的目标是将这个理论与微观模型紧密联系起来。我们纠正和扩展以前的工作（arXiv：0912.1574）在同一主题。特别地，我们通过物理动机的缩放限制获得随机矩阵的系综，其接近于但不等同于标准传输矩阵系综（有时称为TOE、TUE），对应于戴森对称类β= 1，2。在β=2类中，所得电导与理想系综的电导相同，即从TUE。在β=1类中，我们发现偏离TOE。这一偏差在粗丝极限下是否消失还有待观察，而粗丝极限是与实验相关的状态。对于理想的合奏，我们还证明了欧姆定律的所有对称类，数学精确的Mello和石头的时刻扩展。这个证明绕过了大多数先前结果所依据的明确但复杂的求解方法。
2012-04-03 math-ph math.MP quant-ph
Quantum walk and Anderson localization of rotational excitations in disordered ensembles of polar molecules
本文研究了光晶格中一维、二维和三维空间无序超冷分子系综中单个分子的转动激发动力学。这种无序是由分子在光晶格中的不完全布居引起的。这导致了一个模型对应于一个量子粒子与远程隧道振幅移动的晶格具有相同的现场能量，但禁止访问随机网站（空位）。我们研究的时间和长度尺度的安德森局域化这种类型的障碍与现实的实验参数的哈密顿量。我们表明，对于实验实现的光晶格上的KRb分子系统，这种类型的无序导致在时间尺度上$t \sim 1$秒的一维和二维系统中的无序诱导的本地化。对于在每个维度上具有$55$位点和空位浓度$ 90~\%$的3D晶格，旋转激发扩散到晶格的边缘，并且没有显示出安德森局域化的特征。我们研究的远程隧道振幅的作用，允许远程晶格站点之间的旋转激发的转移。我们的研究结果表明，长程隧道效应对扩散机制中的动力学几乎没有影响，但对具有大浓度空位的晶格中的局域化动力学有显著影响，使二维晶格中的局域化分布的宽度增加了2倍以上。我们的结果提出了一个普遍的问题，即具有长程隧穿的量子粒子是否可以在具有替代无序的3D晶格中进行量子局域化。
2015-05-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
One-dimensional models of disordered quantum wires: general formalism
在这项工作中，我们描述，编译和推广的一套工具，可用于分析的电子特性（分布状态，状态的性质，.）一维无序势的组合。特别是，我们推导出一个合奏的通用功能方程，其特征在于所有一维模型的热力学极限，并只正式依赖于定义的混乱的分布。这些方程可用于获得系统的相关量，如热力学极限下的态密度或局域长度。
2006-03-15 quant-ph
Quantum concentration inequalities and equivalence of the thermodynamical ensembles: an optimal mass transport approach
本研究提出量子自旋系统的新型集中不等式，引入局域W₁距离并证明输运成本不等式，最终证明了量子统计力学中系综等价性与弱本征态热化假说。
2025-06-16 math-ph math.MP quant-ph
On the local equivalence between the canonical and the microcanonical distributions for quantum spin systems
研究了具有周期边界条件的具有$N=L^d$位的$d$维超立方晶格$Λ$上的量子自旋系统.我们取一个任意平移不变的短程哈密顿量。对于这个系统，我们考虑了具有反温度$β_0$的正则系综和具有相应能量$U_N(β_0)$的微正则系综。对于一个任意的自伴算子$\hat{A}$，其支撑包含在$Λ$内部的超立方块$B$中，我们证明了对于大的$N$，如果$β_0$足够小，并且$B$中的位点数为$o(N^{1/2})$，则$\hat{A}$关于这两个系综的期望值彼此接近。这建立了一个大的，但有限的系统中的本地状态的水平上的系综的等价性。结果基本上是Brandao和克莱默（这里仅限于典型和微正则系综的情况下），但我们证明了改进的估计在一个基本的方式。我们还审查和证明标准结果的热力学极限的热力学函数和等价的合奏热力学函数。本文仅假设量子统计力学和量子自旋系统的基础知识。
2018-05-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenstate thermalization and ensemble equivalence in few-body fermionic systems
我们研究本征态热化的观点消失的粒子和热流之间的少体费米哈密顿量准备在其本征态之一和外部，弱耦合费米-狄拉克气体。后者作为一个测温探针，其温度和化学势设置，使两个子系统之间既没有粒子也没有热流。我们认为，探测温度可归因于少费米子本征态，因为它随能量从本征态到本征态的变化是平滑的，它在很宽的能量范围内等于由热力学关系式得到的温度，它在有限的参数范围内与两个系统之间的耦合细节无关，（iv）满足热力学第零定律的传递性条件;（v）与卡诺定理一致。这些条件基本上与少数费米子之间的相互作用无关。当相互作用强度较弱时，少费米子系统中的轨道占位数与Fermi-Dirac分布不同，使得来自或流向探测器的部分电流最终会改变其状态。我们发现（vi）在一定的临界相互作用强度以上，轨道占位率变得接近Fermi-Dirac分布，导致少费米子系统和探针之间的真正平衡。我们的结论是，对于具有足够的强相互作用的少体系统，Deutsch和Srednicki的本征态热化假设是由系综等价性补充的：单个多体本征态定义了一个微正则系综，该系综等价于正则系综。
2019-09-16 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Local asymptotic equivalence of pure quantum states ensembles and quantum Gaussian white noise
本文研究无穷维纯态系综的量子统计模型，建立其与量子高斯白噪声模型的局部渐近等价性，推导Hermite-Sobolev类纯态估计极小极大速率，发现二次泛函估计的肘效应及纯态检验的精确参数速率。
2023-05-04 math-ph math.MP math.ST
