Impurity-induced Dicke quantum phase transition in an impurity-doped cavity-Bose-Einstein condensate
利用掺杂腔-玻色-爱因斯坦凝聚体,提出了一种新的广义Dicke模型--掺杂Dicke模型(IDM).结果表明,当杂质原子的布居数达到临界值时,杂质原子可以诱导正常相到超辐射相的Dicke量子相变。结果表明,IDM具有无穷多个临界点的连续Dicke QPT,这与标准Dicke模型中只有一个临界点的情形有很大的不同.结果表明,杂质诱导的Dicke QPT可以发生在腔场与原子的任意耦合区域,而标准Dicke模型中的Dicke QPT只发生在腔场与原子的强耦合区域.这为在腔场与原子的中等甚至弱耦合区观察Dicke QPT开辟了一条途径。
2013-09-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Multicriticality and quantum fluctuation in generalized Dicke model
我们考虑了Dicke模型的一个重要推广,其中多能级原子,而不是传统的Dicke模型中的两能级原子,与一个单一的光子模相互作用。我们探讨了一个广泛的类原子-光子耦合方案的相图,并表明,在这种推广下,迪克模型可以成为多临界。对于实验可实现方案的子类,任意阶的多临界条件可以用紧凑的形式解析地表示。我们还计算了临界和非临界情况下的原子-光子纠缠熵。我们发现临界态的阶数对临界纠缠熵有很大的影响:越高的阶数产生越强的纠缠。我们的工作提供了深入了解量子相变和多临界。
2020-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering anisotropic Dicke model with dipole-dipole interaction for Rydberg atom arrays in cavity
本文提出利用腔中里德伯原子阵列和周期驱动构建带强偶极-偶极相互作用的各向异性 Dicke 模型,并实现反旋波项与旋波项比例的全范围可调。
2025-03-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dicke subsystems are entangled
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics(匈牙利科学院维格纳物理研究中心);University of the Basque Country UPV/EHU(巴斯克大学);Eötvös Loránd University(罗兰大学)
该研究证明任意数量量子位的非乘积对称迪克态的所有约化态均为真正多体纠缠态且对任何子系统具非正部分转置,揭示了迪克态约化态的纠缠特性。
2025-11-05 math-ph math.MP quant-ph
Dicke quantum spin glass of atoms and photons
最近对光学腔中强相互作用原子和光子的研究重新点燃了人们对原子量子比特耦合到离散光子腔模的Dicke模型的兴趣。研究了具有可变原子-光子耦合的多模Dicke模型。我们认为,一个量子自旋玻璃相可以出现,与随机的线性组合的腔模式超辐射。我们计算了原子和光子在这个量子相变的光谱响应函数,这两者都应该在实验中可以访问。
2011-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement criteria for Dicke states
Dicke态是一类多比特量子态,具有有趣的纠缠特性,在许多实验中被观测到。我们构造了纠缠见证者来检测这些状态附近的真实多粒子纠缠。我们使用PPT混合物的方法来推导条件解析。对于几乎所有的情况,我们的标准比以前已知的所有条件都强。
2013-09-10 quant-ph
Dissipative Dicke time crystals: an atoms' point of view
本文通过消去耗散腔模建立Dicke模型的仅含原子有效理论,结合Floquet理论确定超辐射相边界,并预测具有次谐波响应的耗散时间晶体及其冷却式弛豫机制。
2024-07-08 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dicke superradiance as a nondestructive probe for quantum quenches in optical lattices
我们研究了光晶格中超冷原子系综光子的集体相干吸收和(延时)发射的Dicke超辐射。由于该过程取决于原子的相干性质(例如,超流性),它可以用作它们的量子态的探针。与固态物理学中的泵浦探测光谱学类似,这种检测方法有助于研究非平衡现象,并且比飞行时间实验或每个晶格位置的原子数(或奇偶性)的直接(投影)测量侵入性更小,这两者都会破坏量子态的特性,如相位相干性。
2016-03-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Experimental realization of Dicke states of up to six qubits for multiparty quantum networking
我们报道了六光子Dicke态的首次实验产生和表征。所产生的态相对于理想的Dicke态显示出F=0.56+/-0.02的保真度,并且以四个标准偏差违反了检测真正的六量子比特纠缠的见证。我们确认了我们的资源的特性Dicke属性,并通过投影出四光子和五光子Dicke状态以及四光子GHZ和W状态来展示其多功能性。我们还表明,Dicke态在多方量子网络协议中有有趣的应用,如开放目的地隐形传态,远程克隆和量子秘密共享。
2009-07-13 quant-ph
Dissipation-Induced Superradiance in a Non-Markovian Open Dicke Model
我们考虑Dicke模型,描述一个$N$量子自旋与腔场相互作用的系综,并研究如何耦合到一个非马尔可夫环境与幂律谱改变超辐射相变的物理。非常值得注意的是,我们发现,耗散可以诱导,而不是抑制,有序相,这是在与热和马尔可夫量子浴的结果形成鲜明对比。我们解释这种耗散引起的超辐射作为一个真正的耗散量子相变,即使在有限的$N$,由于与浴模式的耦合,其性质和临界性质强烈依赖于非马尔可夫环境的光谱特征。
2016-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Beating the classical precision limit with spin-1 Dicke state of more than 10000 atoms
干涉测量是大多数精密测量的范例。使用$N$非相关粒子,由于单个测量的离散(量子)性质,双模(双路径)干涉仪可实现的精度受标准量子极限(SQL)$1/\sqrt{N}$的限制。尽管是一个具有挑战性的基准,双模式SQL已经在许多系统中使用,包括LIGO和当今最好的原子钟。采用多模干涉测量法,SQL变成使用M模式的$1/[(M-1)\sqrt{N}]$。使用纠缠粒子也可以实现更高的精度,这样来自单个粒子的量子噪声就可以抵消。在这项工作中,我们证明了一个干涉精度的$2.42^{+1.76}_{-1.29}\,$ dB超越三模式SQL,使用平衡自旋1(三模式)迪克态包含数千个纠缠原子。输入量子态是由受控的量子相变确定性地产生的,并且表现出接近理想的质量。我们的工作照亮了超越SQL的量子精密测量的追求。
2018-07-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Effects of Dicke superradiance in context of the one-atom maser
本文考虑微脉泽模型,研究了单原子脉泽中Dicke超辐射的影响。该模型包括一个微波腔,两个能级的里德伯原子被成对地抽运。我们考虑一种随机泵浦机制,它允许在任何时候腔中最多存在一对原子。我们分析了目前的系统,称为迪克微脉泽,和一个等效泵浦传统的单原子微脉泽之间的差异。这些差异归因于双原子系统中的Dicke合作性。我们还证明了双原子Dicke微脉泽与单原子级联双光子微脉泽是等价的。通过引入单光子失谐量,本理论进一步描述了真正的双光子微脉塞。详细讨论了单光子失谐量在单原子双光子微脉塞机制中的作用。这使我们指出,双原子腔动力学可以通过一个适当的标度从一个等效的单原子双光子微脉塞的结果进行验证。
2000-01-07 quant-ph
Dissipative Dicke model with non-linear atom-photon interaction
本文研究了最近在原子量子气体实验中实现的广义Dicke模型,它描述了N个二能级原子与单腔模的集体相互作用。该模型考虑了腔场的耗散,并包含了传统Dicke模型中不存在的非线性原子-光子耦合。通过考虑有限原子数N和所有的量子效应,我们扩展了以前半经典模型的理论研究。我们的结果表明,随着N的增加,量子期望值和半经典模型之间有很好的一致性,但也显示了相应的量子态的非线性原子-光子耦合的变化的奇异行为。
2013-05-01 quant-ph
Finite-size scaling in the quantum phase transition of the open-system Dicke-model
激光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体的超冷原子加载到一个有损耗的高精细光学谐振腔中表现出临界行为,并在热力学极限,相变之间的不同对称性的定态。该系统实现了著名的Dicke模型的开放系统变体。本文采用适用于阻尼驱动开放系统的Hartree-Fock-Bogoliubov方法研究了有限个原子的跃迁。确定了有限尺寸标度指数,并发现非平衡态和平衡态量子临界性之间有明显的区别。
2012-06-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Laser driven superradiant ensembles of two-level atoms near Dicke's regime
本文报道了激光冷却的二能级原子系综超辐射的实验观测结果。在强驱动激光作用下,我们观察到系统沿对称轴具有超辐射。即使驱动激光与超辐射方向正交,也会发生这种情况。这种超辐射改变了自发发射,从而改变了拉比振荡。我们还研究了在几乎全反转系统中的Dicke超辐射随原子数的变化。实验结果与ab-initio,超越平均场计算定性一致。
2021-07-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Gravitational dephasing in spontaneous emission of atomic ensembles in timed Dicke states
本文讨论了弱引力场诱导的退相对定时单光子Dicke态原子系统集体辐射动力学的影响。我们表明,被随机放置的静止原子的静止系统吸收的光子不再自发地发射的方向上的撞击光子。重力导致发射的角分布变宽。
2021-01-22 quant-ph
Purcell-Dicke effect for an atomic ensemble near a surface
在长波长范围内,初始完全反转的原子系综的发射同时被集体效应(Dicke效应)和介电环境(Purcell效应)增强,从而产生了Purcell-Dicke效应。我们将N原子系综视为一个N+1能级的Dicke原子,并将其耦合到环境辅助的量子电动力学场中,从而研究了这种效应。我们发现,环境确实可以改变超辐射发射动力学,例如使用一个完美的导电板。由于发射获得了额外的各向异性的存在下的板,我们发现一个相关的共振Casimir-Polder潜在的原子,是集体增强,并表现出超辐射爆发的动力学。通过施加外部驱动激光场,引入了该效应的额外调谐。
2018-04-04 quant-ph
Generation of Multi-atom Dicke States with Quasi-unit Probability through the Detection of Cavity Decay
提出了一种通过探测光腔中的泄漏光子产生n个大失谐原子普适Dicke态的方案。该方案具有准单位的成功概率,因此基于现有或即将到来的实验室腔QED技术,该方案具有潜在的实用性。
2004-12-30 quant-ph
Dicke superradiance as nondestructive probe for the state of atoms in optical lattices
我们提出了一个利用Dicke超辐射探测光晶格中超冷原子的方案。探测光子被晶格原子系综集体吸收,产生迪克态。晶格动力学(例如,隧穿)影响迪克态的相干特性,从而改变超辐射发射特性-这反过来又提供了对晶格(动力学)的洞察。比较玻色-哈伯德和费米-哈伯德模型,我们发现类似的超辐射在强相互作用的莫特绝缘体制度,但在弱相互作用(超流体或金属)相的关键区别。此外,我们研究的可能性,以检测是否量子相变之间的两个制度可以被认为是绝热或量子淬火。
2016-06-30 quant-ph
Quantum Chaos in the Extended Dicke Model
本文系统地研究了由相互作用的二能级原子系综耦合到单模玻色子场的量子多体系统(扩展Dicke模型)中的混沌特征。原子-原子相互作用的存在也使我们探索原子相互作用如何影响模型的混沌特性。通过对能谱统计和本征态结构的分析,揭示了该模型中混沌的量子特征,并讨论了原子间相互作用的影响。我们还研究了从本征值和本征态指标中提取的混沌边界对原子相互作用的依赖性。我们发现原子间相互作用对光谱统计的影响比对本征态结构的影响更大。定性地说,当扩展Dicke模型中的原子间相互作用被打开时,Dicke模型中的可积性到混沌的转变被放大。
2022-10-12 quant-ph
Atom-only descriptions of the driven-dissipative Dicke model
本文研究了在绝热消除腔模后,如何描述$N$二能级原子与腔模耦合的驱动-耗散Dicke模型的耗散自旋动力学.为此,我们推导出一个Redfield主方程,它超出了标准的长期近似和大失谐限制。我们发现,长期(或旋转波)近似和大失谐近似都导致不充分的主方程,未能预测的Dicke过渡或阻尼率的原子动力学。与此相反,完全Redfield理论正确地预测了相变和有效原子阻尼率。我们的工作为研究多模腔中原子的完整量子动力学提供了一个可靠的框架,其中完整模型的量子描述变得棘手。
2019-03-27 quant-ph
Extended JC-Dicke model for a two-component atomic BEC inside a cavity
本文研究了一个被囚禁的两组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),其中每个原子有三个能级,分别与一个光腔场、一个外经典光场和一个微波场耦合,形成所谓的$Δ$型结构.在消隐原子激发态后,在行波近似下导出了扩展的JC Dicke模型。在平均场方法的框架下,研究了该模型哈密顿量的标度基态能量和相图。揭示了微波场幅值改变符号时,一种新的相变。
2010-02-25 quant-ph
Two-atom Dicke model with atom-atom interaction
Rice University(莱斯大学)
本文构建双相互作用原子耦合单模腔的Dicke模型,研究原子-原子相互作用对超辐射临界性的影响,发现其可改变相变边界、抑制耦合阈值并调控普适类,还探讨了耗散下的相变与动力学。
2026-08-14 quant-ph
Quadratic power enhancement in extended Dicke quantum battery
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校)
本研究通过混合设置实现了扩展迪克量子电池中的二次功率增强,突显了量子优势并提高了能量效率和稳定性。
2025-12-17 quant-ph
Extreme spin squeezing in the steady state of a generalized Dicke model
我们提出了一个方案,在腔QED系统中使用腔介导的拉曼跃迁来产生稳态原子自旋压缩,以设计有效的原子-光子相互作用,其中包括线性和非线性(色散)原子-腔耦合,在潜在的平等基础上。我们专注于一个政权的色散耦合是非常大的,并发现该系统的稳态实际上可以是一个强自旋压缩Dicke态,$|N/2,0\rangle$,原子系综。这些状态提供了海森堡有限的纠缠特性,并在整个原子系综中具有真正的多体纠缠。
2019-02-18 quant-ph
Dicke-Type Energy Level Crossings in Cavity-Induced Atom Cooling: Another Superradiant Cooling
本文研究了腔中二能级原子与光子耦合系统的能谱分析。结果表明,当系统的原子-腔相互作用在弱耦合区和强耦合区之间变化时,会发生Dicke型能级交叉。利用这种交叉现象,我们发展了Ritsch小组提出的腔诱导原子冷却的思想,并为Domokos和Ritsch提出的另一种超辐射冷却的可能机制奠定了数学基础。我们的超辐射冷却过程可以很好地通过腔衰减和控制原子的位置来实现,至少在(数学)理论上是这样,即使既没有原子吸收也没有原子发射光子。
2008-12-19 quant-ph
Dynamics of a Generalized Dicke Model for Spin-1 Atoms
本文针对含独立同向/反向旋转耦合项与二次塞曼位移的开放自旋1 Dicke模型,通过近似下的方程稳定性分析与半经典研究,发现了超辐射相变及混沌动力学,凸显了深入刻画该模型动力学的必要性。
2024-06-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Non-Equilibrium Quantum Phases of Two-Atom Dicke Model
本文研究了光学腔中两原子Dicke模型的非平衡量子相位,该模型可以在两种玻色-爱因斯坦凝聚体与单模光场相互作用中实现.除了通常的非平衡正相和反相之外,非平衡混合相是可能的,其是正相和反相的组合。预测了一种新的从非超辐射混合相到超辐射相的量子相变,这种相变可以通过调节两种不同的原子-光子耦合来实现。我们还发现,从非超辐射混合相到超辐射相的量子相变是禁止的两个原子-光子耦合强度的某些值。
2014-05-20 quant-ph
Dicke States for Accelerated Two Two-Level Atoms
Texas A&M University(德克萨斯农工大学);Baylor University(贝勒大学);Princeton University(普林斯顿大学)
研究加速双能级原子系统中迪克态的形成条件及联合激发概率的干涉效应。
2026-01-30 quant-ph
Super- and subradiant emission of two-level systems in the near-Dicke limit
本文分析了在Dicke极限附近全同二能级原子系统中超辐射态和次辐射态的稳定性,当原子之间的距离比共振光的波长更近时。系统的动力学研究使用重整化主方程,无论是多极和最小耦合相互作用计划。我们表明,这两种模型导致相同的结果,并在对比未重整化模型,预测的(共同对齐)偶极子的相对取向是不重要的迪克限制。我们的主方程是相关的偶极耦合的二能级原子的任何系统,并给出了紧密间隔的原子的偶极-偶极相互作用的强度上的界限。对小原子系统在Dicke极限附近的精确计算表明,强偶极-偶极相互作用产生的演化导致发射时间增加。然而,对于大量的原子在近迪克极限,它表明,随着原子数的增加,偶极-偶极相互作用对集体发射的影响减少。
2008-06-16 quant-ph
Dicke-like quantum phase transition and vacuum entanglement with two coupled atomic ensembles
在热力学极限下研究了两个相互作用原子系综系统的相干合作现象。值得注意的是,该系统表现出类似Dicke的量子相变和纠缠行为,虽然支配的哈密顿量是从根本上不同于自旋玻色子Dicke哈密顿量,提供了机会,研究集体物质光动力学与纯物质波。该模型可以用两个相互耦合的光学腔中的两个玻色-爱因斯坦凝聚体或原子系综来实现。两个独立样品之间的相互作用由虚光子交换引起。
2012-02-24 physics.optics quant-ph
Dilute gas of ultracold two-level atoms inside a cavity; generalized Dicke model
考虑了原子质心运动和腔模变化对腔中超冷二能级原子气体的影响。我们使用广义Dicke模型,并分别分析了高斯和驻波模式形状的情况。由于原子的外部运动能与内部原子能和场能之间的相互作用,相图表现出标准Dicke模型中没有的新特征,如在正常相和超辐射相之间存在一级和二级相变。由于原子运动的量子描述,内部和外部原子的自由度是高度相关的,导致修改的正常和超辐射阶段。
2009-06-22 cond-mat.other quant-ph
Experimental Observation of Four-Photon Entangled Dicke State with High Fidelity
我们给出了双激发态$|D_{4}^{(2)}>$的对称四光子纠缠Dicke态的实验观测。一个简单的实验装置允许量子态层析成像产生高达$0.844 \pm 0.008$的保真度。我们研究了纠缠态的持久性,使用新的见证算子,并专注于一个显着的属性的演示:取决于一个光子的测量方向,其余三个光子被投射到两个不等价类的真正的三方纠缠,GHZ和W类。此外,我们还讨论了$|D_{4}^{(2)}>$在量子通信中的可能应用。
2006-06-28 quant-ph
Spin squeezing and Quantum Fisher Information in the Jaynes-Cummings Dicke Model
研究了光学腔中二组分原子玻色-爱因斯坦凝聚体中Jaynes-Cummings Dicke(JC-Dicke)模型的自旋压缩和量子费舍尔信息.在冻结自旋近似下,导出了自旋压缩和每个粒子的量子费舍尔信息的倒数的解析表达式。结果表明,在临界点附近的超辐射相中,出现了最大压缩和最大量子纠缠。本研究与量子信息处理和精密光谱学有关。
2016-07-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Phase Transitions of Light in the Dicke-Bose-Hubbard model
本文将Dicke-Bose-哈伯德模型推广到任意数目的二能级原子,讨论了原子-光子系统中光的量子相变。导出了双原子本征能、有效拉比频率和临界化学势的表达式。用自洽方法得到了两个二能级原子共振时的相图,该相图表明了从莫特绝缘体到超流态的转变,并给出了平均激发图作为验证.我们通过构造任意数目的二能级原子的缀饰态基来说明该方法的通用性。此外,我们还发现相图中的莫特绝缘体瓣会随着原子数的增加而破碎。这一结果为研究Dicke-like和Hubbard-like模型的组合对利用光子模拟强关联电子系统的影响提供了一个步骤。
2007-09-10 quant-ph
The Dicke model phase transition in the quantum motion of a Bose-Einstein condensate in an optical cavity
我们证明了激光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体在高精细度光腔中的运动实现了自旋-玻色子Dicke模型。迪克模型从正常到超辐射相的量子相变对应于原子从均匀到周期性图案化分布的自组织,高于临界驱动强度。计算了光子测量引起的反作用对基态的影响。
2009-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Many-Body Quantum Optics with Decaying Atomic Spin States: ($γ$, $κ$) Dicke model
我们提供了一个理论的量子光学实现的开放Dicke模型与内部,原子自旋态的自发发射率$γ$。这引入了第二个衰变通道,用于激发不可逆地消散到环境中,除了光子损失率为$κ$,它是由个别原子衰变过程和集体原子衰变机制。后者的强度由腔的几何形状决定。我们计算了自旋和光子观测量在长时间极限下的平均场非平衡定态$t\rightarrow \infty$。虽然$γ$不保存自旋阵列的总角动量,我们认为,我们的解决方案是精确的热力学极限,原子数$N\rightarrow \infty$。鉴于最近和即将到来的实验实现超辐射相变使用内部原子态与钉扎原子在光晶格,我们的工作奠定了基础,追求一类新的开放的量子磁体耦合到量子光。
2017-06-18 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Keldysh approach for non-equilibrium phase transitions in quantum optics: beyond the Dicke model in optical cavities
我们研究了耦合到马尔可夫耗散池中的原子系综与腔模相互作用的非平衡相变。在热力学极限和低频下,我们证明了光子模的分布函数是热的,有效温度由原子-光子相互作用强度决定。这种行为表征了相关超辐射跃迁的静态和动态临界指数。出于这些考虑,我们开发了一个通用的Keldysh路径积分的方法,使我们能够研究物理相关的非线性超出理想化的迪克模型。使用标准的图解技术,我们考虑到由于有限的原子数N的领先的顺序的修正。对于有限N,光子模式在有限温度下表现为阻尼的经典非线性振荡器。对于原子,我们提出了一个Dicke作用,可以解决任何N和正确地捕捉原子的去极化由于耗散退相。
2013-01-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Different Types of Coherence: Young-type Interference versus Dicke Superradiance
迪克超辐射,即,相干辐射的增强的自发发射通常归因于由同步偶极子相干同相振荡所发射的辐射。与此同时,Dicke推导了超辐射假设原子处于纠缠Dicke态,不显示任何偶极矩。为了揭示这一明显的悖论,我们研究了两个相同的二能级原子在纠缠Dicke态或可分离的原子态与非零的偶极矩所产生的强度分布。我们发现,这两种配置产生类似的远场强度模式,但是,从根本上不同类型的相干性:而在第二种情况下,原子显示的单个粒子之间的相干性,导致杨型干涉已知从经典偶极子,原子在迪克状态具有集体相干性,导致增强的自发发射。这表明同步偶极产生的辐射和迪克超辐射是根本不同的现象,必须以不同的方式解释。
2021-05-11 physics.optics quant-ph
Quantum Phase Transition in the Dicke Model
本文通过修改的Jaynes-Cummings模型推导出任意自旋N原子Dicke模型在独立同向和反向旋转耦合下的正常/超辐射量子相变。
2025-07-16 quant-ph
Proposed realization of the Dicke-model quantum phase transition in an optical cavity QED system
Dicke模型由一个二态原子系综与一个量子化电磁场相互作用组成,在偶极耦合强度的临界值处出现零温相变.我们提出了一个基于多级原子和腔介导拉曼跃迁的方案,以实现一个有效的Dicke系统在相变制度。从腔的输出光携带的关键行为的签名,这是分析的热力学极限的原子的数量是非常大的。
2006-07-18 quant-ph
Dicke model of open-shell atoms with tensor polarizability
Graduate School of China Academy of Engineering Physics(中国工程物理研究院研究生院)
本文研究开壳层原子与腔模耦合的扩展Dicke模型,利用圆/线偏振泵浦产生不同塞曼态与猫类态,揭示张量耦合对模型现象的关键作用。
2026-10-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Efficient tensor-network simulation for the few-atom multimode Dicke model via coupling-matrix transformation
提出基于耦合矩阵变换的链映射推广方法,将多模Dicke模型的星型耦合转为链式带Hamiltonian,实现了超强耦合区双原子多模系统的高效张量网络模拟。
2023-10-21 quant-ph
Real-time observation of fluctuations at the driven-dissipative Dicke phase transition
实验研究了耗散对驱动Dicke量子相变的影响,该相变是通过将玻色-爱因斯坦凝聚体的外自由度耦合到高精细度光腔的光场中实现的.空腔提供了一个自然的耗散通道,这引起了真空诱导的波动,并允许我们实时观察气体的密度波动。我们监测这些波动超过两个数量级的分歧,而接近的相变,并观察到一个行为,显着偏离预期的封闭系统。波动的相关分析揭示了原子动力学的发散时间尺度,并允许我们提取原子的外部自由度的阻尼率。我们发现很好的协议与我们的理论模型,包括通过腔场和通过原子场耗散。利用耗散通道非破坏性地获取量子多体系统的信息,为研究驱动耗散系统的物理提供了一条独特的途径。
2013-04-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Characterizing multipartite symmetric Dicke states under the effects of noise
研究了在对称Dicke态中制备的$n$量子比特系统在噪声影响下的真实多体纠缠。我们提供了一般的,设置独立的表达式实验有利的工具,如保真度和集体自旋为基础的纠缠证人,以及纠缠类鉴别器和多点关联函数。除了强调环境对大量子位寄存器的影响外,我们还讨论了GME的鲁棒检测策略。我们的工作提供了技术和结果的实验社区感兴趣的调查和表征多体纠缠态通过引入现实的里程碑设置设计和相关的预测。
2009-06-26 quant-ph
Entanglement and spin squeezing in the two-atom Dicke model
分析了双原子Dicke模型中纠缠与自旋压缩参数之间的关系,并指出了Banerjee和Zhou等人最近提出的在没有自旋压缩的情况下也能观察到纠缠的矛盾的根源.我们的计算表明,有两个标准的纠缠,一个与双光子相干性,创造双光子纠缠态,和其他相关的集体态的人口。我们发现,自旋压缩参数只有在与双光子纠缠态相关联时才能正确地预测双原子Dicke系统中的纠缠,而在与纠缠对称态相关联时则不能预测纠缠.这明确地确定了差异的来源,并解释了为什么系统可以在没有自旋压缩的情况下纠缠。我们说明这些发现在三个例子中的相互作用的系统与热,经典压缩真空和量子压缩真空领域。
2003-03-17 quant-ph
Quantum phases and entanglement properties of an extended Dicke model
研究了一个描述二能级原子与单模玻色子场相互作用系统超辐射的简单模型。该模型允许可积和部分混沌制度之间的连续交叉,并显示出复杂的热力学和量子相结构。几种类型的激发态量子相变分离的量子相位,其特征在于各种可观察量的特定能量依赖性和不同的原子-场和原子-原子纠缠特性。在强耦合区,我们观察到一些态从弱原子-场耦合极限的近似恢复。
2017-03-16 quant-ph
Nonlinear Dynamics of a Dicke Model for V-Type Atoms
本文研究了开放自旋-1 V型三能级Dicke模型的非线性半经典动力学,采用动力系统方法揭示了周期振荡、双频振荡、多稳态及混沌等行为。
2025-03-12 cond-mat.quant-gas nlin.CD physics.optics
Suppressing and restoring the Dicke superradiance transition by dephasing and decay
我们发现,个别原子的退相破坏了Dicke模型的超辐射跃迁,但增加个别衰变到自旋下降状态可以恢复这种过渡。为了证明这一点,我们提出了一种方法来给出一个精确的解决方案的$N$原子问题与个别的退相尺度多项式与$N$。通过比较我们的精确解的有限尺寸标度的累积展开,我们证实了超辐射跃迁的破坏和恢复保持在热力学极限。
2017-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Loss induced collective subradiant Dicke behaviour in a multiatom sample
本文报道了$N$二能级原子与电磁场池耦合并紧密位于有耗腔中的精确动力学。在我们的方法的背景下,发现和非常透明的解释稳态辐射捕获效应。我们证明了在$N$原子-腔系统中初始只注入一个激发,损耗机制渐近地驱动物质样品朝向长寿命的集体次辐射Dicke态。所扮演的角色的紧密性的$N$原子相对于这样的合作行为被带到光和仔细讨论。
2004-06-24 quant-ph
Eigenstates of two-level systems in a single-mode quantum field: from quantum Rabi model to $N$-atom Dicke model
本文证明了描述$N$二能级系统与库仑规范中单模电磁量子场共振相互作用的哈密顿量可以用一个简单的基态集高精度地对角化。这使得人们可以找到系统的本征向量和本征值的解析近似,该解析近似在宽范围的耦合常数值内插数值解。此外,引入的基态提供了一种计算校正和估计收敛到精确数值解的常规方法。所得结果对量子Rabi模型($N = 1$)和$N \geq 2$原子的Dicke模型都是有效的.
2022-02-07 quant-ph
Temporal bistability in the dissipative Dicke-Bose-Hubbard system
本文研究二维Hubbard晶格中Bose-Einstein凝聚体与光腔耦合的驱动-耗散系统,揭示强排斥下Dicke跃迁不连续导致的SF与SS相扩展共存及耗散阻尼的切换动力学。
2024-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Collective effects in the collapse-revival phenomenon and squeezing in the Dicke model
在Dicke模型的框架下,研究了二能级原子与单模相干腔场的共振相互作用。我们专注于集体原子效应的作用,在拉比振荡的崩溃和复苏的现象。结果表明,系统的行为强烈依赖于初始原子态。在初始半激发迪克态的情况下,我们解释了一些有趣的现象。原子之间的关联导致的复苏振幅的抑制,和复苏时间减半,相比,不相关的完全激发态和基态。讨论了原子与光场相互作用中光场的压缩现象。对于初始的完全激发态和基态,光场在短时间尺度上是压缩的,并且压缩可以随着原子数目的增加而增强。一些经验公式描述的系统的行为与数值结果非常吻合。对于半激发Dicke态,在双原子情况下,光场可以在长时间尺度上被压缩。这种压缩随初始相干光场强度的增加而增强,其性质与Jaynes-Cummings模型中的恢复时间压缩相同。这种长时间压缩的出现可以用半经典原子态的因式分解近似来解释。
1998-09-17 quant-ph
Berry Phase and Fidelity in the Dicke model with $A^{2}$ term
本文从Berry相位和保真度的角度研究了有限$N$原子在行波近似下的Dicke模型中的不稳定性,即所谓的类量子相变.它可以通过这些量作为原子-场耦合参数的函数的不连续行为来标记。通过引入附加场$A^{2}$项,发现即使在玻色子场的强相互作用下,当原子与场的耦合参数超过特征参数时,不稳定性也不会消失,这与以往的研究结果相反.
2009-01-18 quant-ph