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
Mapping trapped atomic gas with spin-orbit coupling to quantum Rabi-like model
我们建立了一个连接的超冷原子系统的谐波陷阱与拉曼诱导的自旋轨道耦合的量子拉比类模型。通过将囚禁原子系统映射到类拉比模型中，我们可以按照求解量子拉比模型的方法得到类拉比模型的精确解。这种映射的存在意味着我们可以用自旋轨道耦合的囚禁原子气体来研究量子光学中的基本模型。
2013-02-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Perfect revivals of Rabi oscillations and hybrid Bell states in a trapped ion
Instituto de Física, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治优秀大学物理研究所）；Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla（普埃布拉自治优秀大学物理数学科学学院）
通过囚离子的反转变换，研究Rabi振荡的完美复兴，发现原子运动的Schrodinger猫态自然生成，并通过运动的对称与反对称Schrodinger猫态与电子态的相互作用，得到四个或thonormal的maximally entangled态，即Bell态。
2024-12-13 quant-ph
Laser cooling of a trapped particle with increased Rabi frequencies
本文分析了单个粒子在简谐阱中的冷却问题，采用了比以往文献中更少的近似。我们避免了原子激发态的绝热消除，但仍然对Lamb-Dicke参数$η\ll 1$感兴趣。我们的研究结果表明，拉比频率的冷却激光器可以选择高于先前假设的，从而增加了有效的冷却速率，但{\em不}影响冷却过程的最终结果。由于激光冷却已经是一个完善的实验技术，本文的主要目的是提出一个模型，可以扩展到更复杂的情况下，如腔介导的激光冷却。
2011-10-14 quant-ph
Experimental Realization of the Rabi-Hubbard Model with Trapped Ions
量子模拟为研究参数可控的强关联多体系统提供了重要的工具。Rabi-哈伯德模型是量子光学和凝聚态物理两个基本模型的混合体，它通过局域自旋-玻色子相互作用和长程玻色子跳跃的相互竞争，展示了丰富的物理性质。在这里，我们报告的实验实现的拉比-哈伯德模型使用高达$16$捕获的离子，并提出了一个控制研究其平衡性质和量子动力学。我们通过缓慢淬灭耦合强度的方法观察到基态的量子相变，并测量了不同参数下的量子动力学演化。以磁化强度和自旋-自旋关联为探针，在小尺度下将理论结果与实验结果进行了比较，验证了模型哈密顿量的预言.对于更大尺寸的$16$离子和$16$声子模系统，有效的希尔伯特空间维数超过了$2^{57}$，其动力学对于经典的超级计算机是难以处理的。
2022-04-29 quant-ph
Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime
二能级系统与电磁场的耦合，其完全量子化的版本是量子拉比模型，是量子物理学的中心课题之一。当耦合强度足够大，达到场模频率时，接近深强耦合区，可以从真空中产生激发。在这里，我们证明了一个周期性的量子拉比模型中的两个能级系统的编码在布洛赫能带结构的冷铷原子的光学势的变种。用这种方法，我们实现了拉比耦合强度的6.5倍的场模式的频率，这是远远在深强耦合制度，并观察到一个子周期的时间尺度提高玻色子场模式激发。在测量记录的基础上的耦合项的量子拉比哈密顿，冻结的动力学揭示了小的频率分裂的两个能级系统，正如预期的耦合项占主导地位时，在所有其他的能量尺度，和复苏较大的分裂。我们的工作展示了一条在尚未探索的参数机制中实现量子工程应用的途径。
2023-02-22 quant-ph
Asymmetric quantum Rabi model, trap-dipole resonance, and quantum gates with optically trapped ultracold polar molecules
Center for Theoretical Physics and School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学理论物理中心及物理与光电工程学院）
本文发现光阱中超冷极性分子的量子化运动可实现非对称量子拉比模型，并导致陷阱-偶极共振，通过引入快速iSWAP门和任意控制相位门，实现了高保真度的量子计算。
2026-05-22 quant-ph
Experimental observation of parity-symmetry-protected phenomena in the quantum Rabi model with a trapped ion
该研究利用囚禁离子模拟可进入超强及深耦合区的扩展量子 Rabi 模型，实验揭示宇称对称性对声子激发、基态纠缠、量子叠加及相关可观测量的保护与调控作用。
2025-01-10 quant-ph
Coherent control of optical bistability in Rydberg electromagnetically-induced transparency atomic system
研究了里德堡电磁感应透明（EIT）原子介质在单向环形光腔中的光学行为。由于原子间的强范德华相互作用，光学非线性色散和非线性吸收系数都大大增强。在双光子共振条件下，我们证明了探测单光子失谐可以改变三阶非线性系数的相位，从而在不同的色散型和吸收型比例下调谐光学双稳特性。这使得能够对光子器件进行单光子控制，以进一步操纵除了开关和晶体管之外的光。更有趣的是，我们预测了耦合拉比频率和原子密度的因素的光学双稳的标度现象的出现。此外，我们还讨论了腔失谐量和镜透射系数对光学双折射行为的影响。这种强双折射特性为实现光计算中的全光逻辑门器件提供了良好的条件。
2018-11-12 quant-ph
Observation of a quantum phase transition in the quantum Rabi model with a single trapped ion
量子相变（QPT）通常与具有接近热力学极限的大自由度的多体系统相关联。在这样的系统中，当哈密顿量的控制参数被扫描过量子临界点时，多体基态在零温度下表现出突变。最近人们认识到，在由量子拉比模型（QRM）描述的仅由二能级原子和单模玻色场组成的简单系统中也可以发生QPT。在这里，我们报告的第一个实验演示中的QRM使用一个单一的捕获离子的QPT。我们测量了离子的平均上旋态布居数和空间振荡模中的平均声子数作为两个序参量，观察到了离子与其空间运动之间耦合的缓慢猝灭导致的相变的明显证据。在不施加热力学极限的情况下，对基本量子光学模型中的相变进行实验探索，为量子点理论和量子临界现象的受控研究开辟了一个新的窗口。
2021-02-10 quant-ph
Probing the Dynamics of Superradiant Quantum Phase Transition in a Single Trapped-Ion
我们证明，量子相变（QPT）的拉比模型和QPT附近的临界动力学可以探测在一个单一的囚禁离子的设置。我们首先证明了存在的拉比模型的平衡和非平衡的通用功能，通过找到一个适当的重新标度的系统参数和可观的。然后，我们提出了一个方案，可以忠实地实现拉比模型的限制，一个大的比率的有效原子跃迁频率的振荡器频率使用一个单一的陷阱离子，因此QPT。结果表明，预测的通用功能确实可以观察到基于我们的计划。最后，现实的噪声源探测的通用功能在实验中的影响进行了检查。
2016-07-13 quant-ph
Rabi Lattice models with discrete gauge symmetry: phase diagram and implementation in trapped ion quantum simulators
我们研究的自旋玻色子链，表现出局部Z2对称性。利用微扰理论、平均场论和密度矩阵重整化群方法研究了该模型的量子相图。我们的计算表明，在玻色子量子动力学慢于自旋-自旋相互作用的区域存在一级相变。我们的模型可以用俘获离子量子模拟器来实现，从而实现显示局部规范不变性和一阶相变的极小模型。
2015-03-16 physics.atom-ph quant-ph
Decoherence in trapped ions due to polarization of the residual background gas
我们研究了振荡离子本身引起的剩余背景气体的极化对囚禁离子的阻尼和加热机制。通过与液氦中表面电子的物理类比推理，我们证明了在实验中观察到的拉比振荡的衰减9Be+可以归因于这里研究的极化现象。在我们的极化模型中还预测了拉比振荡阻尼对囚禁离子振动量子数的灵敏度。
2001-09-28 quant-ph
Quantum Rabi Model with Trapped Ions
利用单囚禁离子的失谐双色边带激发，对量子Rabi模型进行了全参数范围的量子模拟。我们表明，目前的设置可以重现，特别是，这样一个典型的光-物质相互作用的超强和深强耦合制度。此外，我们还结合这些极端偶极区，利用绝热方法研究了它们的纠缠基态的可控产生和探测。离子阱可以说是Jaynes-Cummings模型的第一个量子模拟，Jaynes-Cummings模型是量子拉比模型的一个限制区域，其中驻波近似成立。我们表明，一个可以超越和实验研究的量子模拟的耦合制度的量子拉比模型，很难实现与自然偶极相互作用。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Magnetic field fluctuations analysis for the ion trap implementation of the quantum Rabi model in the the deep strong coupling regime
在囚禁离子系统中，对量子拉比模型在深强耦合区的动力学行为进行了理论分析。可以认识到，这个制度的主要标志是崩溃和复苏的出现，其忠实的观察是现实的磁失相噪声阻碍。在这里，我们讨论了如何实现一个忠实的量子拉比模型在深强耦合制度，这是强大的对磁场波动，并在同一时间提供了一个大的可调谐性的模拟参数。这是通过将驻波激光器配置与连续动态解耦相结合来实现的。此外，我们研究的作用，振幅起伏发挥正确实现量子拉比模型使用所提出的方法。以这种方式，目前的工作进一步支持连续动态解耦技术在捕获离子设置忠实地实现不同的相互作用的动态的适用性。
2018-02-02 quant-ph
Ground state bistability of cold atoms in a cavity
本研究在集体强耦合区域利用腔模实验实现冷原子超精细基态间的高纯度光学双稳态，以驱动耗散一阶相变范式解释其机制，通过磁滞实验验证相变阶次，相图符合半经典平均场理论。
2022-07-04 quant-ph
Quantum simulation of the quantum Rabi model in a trapped ion
量子拉比模型，包括一个两能级系统和一个玻色子场模式，可以说是描述量子光-物质相互作用的最简单和最基本的模型。从历史上看，由于自然光物质过程的参数限制，该模型的丰富性在实验室中一直难以捉摸。在此，我们在实验上实现了单囚禁离子中量子Rabi模型的量子模拟，模拟光模与原子之间的耦合强度可以任意调节。所展示的量子模拟器的多功能性使我们能够详细地实验探索量子拉比模型，包括广泛的其他不可访问的现象，如那些发生在超强和深强耦合制度。在这个意义上，我们能够在深强耦合区域中自动产生量子Rabi模型的基态，在那里我们能够检测玻色场模与二能级系统之间的非平凡纠缠。此外，我们还观察到当耦合强度增加时，驻波近似的崩溃，以及当耦合达到深强耦合区时，声子波包的产生。最后，我们还测量了量子Rabi模型在超强耦合下的能谱。
2017-11-02 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Complete Rabi oscillations in the ion-laser interaction
本文研究了单个谐振势阱离子在激光相互作用下的动力学，以两个本征态的线性组合作为初始状态，在无近似条件下获得解析结果并展示了完整的Rabi振荡。
2024-12-19 quant-ph
Cavity driven Rabi oscillations between Rydberg states of atoms trapped on a superconducting atom chip
由冷原子和微波谐振器组成的混合量子系统可以实现原子自旋系统之间的腔介导的无限程相互作用，并实现用于微波到光学转换的原子量子存储器和换能器。为了实现原子与片上微波谐振器的强耦合，建议使用具有强电偶极跃迁的原子里德伯态。本文报道了在集成超导原子芯片上实现超冷原子里德堡跃迁与共面波导谐振腔微波场的相干耦合。我们观察并描述了腔驱动的原子里德堡态在非均匀电场中的拉比振荡。我们的研究证明了里德伯原子与超导电路相互作用的相干态操纵的可行性，但也揭示了挑战。
2021-05-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Highly sensitive controllability of optical bistability in three-level atomic systems
从理论上研究了囚禁在光学腔中的$N$非相互作用三能级原子系综中的光学双稳现象。原子处于$Λ$能级结构，其中一个原子跃迁由腔模耦合，而另一个原子跃迁由经典场耦合。此外，我们考虑了驱动腔模的泵浦场。利用这个系统，我们能够观察到新的滞后类型，同时扫描泵浦场的频率或控制场的拉比频率（强度）。我们表明，它们可以通过系统的外部参数高度可控，实现非常窄的宽度，因此对于构建新设备非常有用，例如激光场频率或强度的小波动探测器。
2022-01-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optical bistability in one dimensional doped photonic crystals with spontaneously generated coherence
研究了中心层掺杂$Λ$型三能级原子的多层一维光子晶体中的光学双稳态。我们考虑到自发产生的相干性的影响时，较低的原子能级是足够接近彼此，在这种情况下，克尔型的非线性响应的原子被增强。用数值非线性传输矩阵方法计算了探测光在缺陷模窗口中的传输。我们发现，作用在缺陷层上的控制场的拉比频率和探测场与原子共振的失谐量可以用来控制磁滞回线的大小和对比度以及光学双稳的阈值。特别是，我们发现，在最佳的自发产生的相干性，三个数量级的阈值可以实现相对于没有相干性的情况下。
2013-09-08 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Cross-cavity quantum Rabi model
介绍了描述单个二能级系统与两个正交玻色子场相互作用的跨腔量子Rabi模型，并提出了利用二维双色第一边带驱动单个囚禁离子的量子模拟.我们提供了一个介绍性的调查模型，包括它的对角化的两个水平的系统基础，数值谱和它的特点，在弱，超强和深强耦合制度。我们还表明，退化场频率和平衡耦合的特殊情况下，允许我们铸造的模型作为两个宇称变形振荡器在任何给定的耦合制度。
2016-04-14 quant-ph
Tripartite quantum Rabi model with trapped Rydberg ions
本文提出三方量子 Rabi 模型（TQRM），研究玻色子与双自旋的耦合机制，解析推导本征谱，并指出可在囚禁里德堡离子量子模拟器中实现，为探索自旋与运动自由度的新关联和纠缠提供新机遇。
2024-06-01 physics.atom-ph quant-ph
Sideband Rabi spectroscopy of finite-temperature trapped Bose gases
我们利用拉比光谱研究了铷原子的有限温度玻色气体从相变到玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的低能激发光谱。为了记录这个光谱，我们在两个自旋状态之间相干地驱动原子布居。自旋特定的捕获势的小的相对位移使得不同运动状态之间的边带跃迁成为可能。运动光谱的固有非线性，主要源于两体相互作用，使得有可能解决和解决个别激发线。与灵敏的原子计数一起，这构成了一种可行的技术来计数BEC的单个激发原子并确定几乎纯的冷凝物的温度。作为一个例子，我们表明，对于N = 800个原子的近纯BEC的第一激发态具有小于5个原子的人口，对应于30 nK的温度上限。
2016-03-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Unconditional preparation of squeezed vacuum from Rabi interactions
谐振子的压缩态是连续变量量子传感、计算和通信的核心资源。在这里，我们提出了一种方法，通过Rabi型相互作用哈密顿量，仅使用少量的耦合器-量子比特耦合门，就可以产生非常好的高压缩真空态的近似，并且具有低的过量反压缩。这种相互作用可以用几种不同的方法来实现，这些方法以前已经在超导电路和捕获离子平台中得到了证明。该协议与其他操纵量子谐振子的协议兼容，从而促进了可扩展的连续变量容错量子计算。
2020-10-23 quant-ph
Quantum dynamics of cold trapped ions, with application to quantum computation
讨论了激光与冷阱离子相互作用的理论，因为它涉及到Cirac-Zoller量子计算机的设计。计算了囚禁离子的平均位置、离子振荡的本征值和本征模、离子的允许和禁戒内跃迁的Rabi频率的大小以及所需哈密顿量的有效性判据。还提供了各种离子种类的能级数据。
1997-02-27 quant-ph
Selective Interactions in the Quantum Rabi Model
我们证明了选择性的$k$光子相互作用的出现在强和超强耦合制度的量子拉比模型与斯塔克耦合项。特别是，我们表明，旋转和反转项之间的相互作用产生多光子相互作用，其共振频率取决于，由于斯塔克项，玻色子模式的状态。我们发展了一个分析框架来解释这些$k$光子相互作用，通过使用含时微扰理论。最后，我们提出了一种利用囚禁离子的内部自由度和振动自由度对含Stark项的量子Rabi模型进行量子模拟的方法，并结合实际物理参数进行了数值模拟，验证了该方法的有效性.
2020-03-31 quant-ph
Rabi oscillation in a quantum cavity: Markovian and non-Markovian dynamics
我们研究了量子腔中原子的拉比振荡，其中每个反射镜都是由一维波导附近的原子链形成的。这个建议是研究以前使用马尔可夫近似，其中由于两个腔镜之间的光的有限的旅行时间的延迟被忽略。我们表明，拉比振荡类似于高精细度经典腔获得的，只有当这个旅行时间是远远大于的时间尺度，其特征的集体响应的原子链。因此，必须考虑延迟，并且问题的动态本质上是非马尔可夫的。感兴趣的参数，如拉比频率和腔的损耗率由于光子泄漏通过反射镜获得。
2016-02-05 quant-ph
Cavity Nonlinear Optics at Low Photon Numbers from Collective Atomic Motion
研究了法布里-珀罗光学谐振腔中超冷原子位移引起的克尔非线性和色散光学双稳。在驱动谐振腔中，这种集体运动是由作用在一维腔内光晶格的最低能带中制备的高达$10^5$ $^{87}$ Rb原子上的光学力引起的。原子运动相干性的寿命允许在极低的腔光子数下的强非线性光学，如通过在光子数低于1时观察光学双稳性的两个分支所证明的。
2007-09-05 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
Periodic quantum Rabi model with cold atoms at deep strong coupling
本研究利用光晶格冷原子实验实现了周期性量子Rabi模型的深强耦合 regime 量子模拟，观测到布里渊区边界处的非常规动力学及极端耦合下的初态坍缩复苏，验证了相关理论预测。
2024-07-10 quant-ph
Non-Destructive Probing of Rabi Oscillations on the Cesium Clock Transition near the Standard Quantum Limit
我们报告的非破坏性观察拉比振荡的Cs时钟过渡。利用马赫-曾德尔干涉仪测量了探测激光束的相移，由此推断了偶极囚禁冷原子系综的内部原子态演化。我们描述了一个单一的颜色，以及一个双色探测方案。使用后者，测量的集体伪自旋投影的原子在叠加的时钟状态进行和所观察到的自旋波动被证明是接近标准的量子极限。
2008-01-27 quant-ph
High-precision force sensing using a single trapped ion
我们介绍了量子传感计划，用于测量非常弱的部队与一个单一的囚禁离子。他们利用激光-离子相互作用引起的自旋-运动耦合将相关的力信息传递到自旋自由度上。因此，力的估计可以简单地通过观察离子自旋态的Ramsey型振荡来进行。考虑了三种量子探针，它们分别由服从Jaynes-Cummings模型、量子Rabi模型（一维）和量子Jahn-Teller模型（二维）的系统表示。通过在Jaynes-Cummings和Jahn-Teller模型中使用动态解耦方案，我们的力传感协议可以对由热和磁场波动引起的自旋退相具有鲁棒性。在量子拉比探针中，剩余的自旋-声子耦合消失，这使得该传感协议对热诱导的自旋退相自然鲁棒。我们表明，所提出的技术可用于感测的力的轴向和横向分量的灵敏度超出yN $/\sqrt{\text{Hz}}$范围，即在xN $ /\sqrt{\text{Hz}}$（xennonewton，$10^{-27}$）。特别是Jahn-Teller协议可以用于实现用于测量超低电压的双通道矢量频谱分析仪。
2016-02-12 quant-ph
Multi-site Integrated Optical Addressing of Trapped Ions
本文提出利用波导和多模干涉仪分束器对表面阱中多个镱离子进行多站点集成光学寻址，实现全量子比特控制所需波长的传输，并在不同阱位点演示了同时 Rabi 振荡，为可扩展集成光子学在原子钟和囚禁离子量子信息系统中的应用迈出重要一步。
2024-03-28 quant-ph
Critical Spectrum and Quantum Criticality in the Two-Photon Rabi-Stark Model
本文研究了双光子 Rabi-Stark 模型的谱性质与量子临界性，通过精确解推导了完整谱坍缩条件，发现其连续量子相变的能隙指数属于全新的普适类，并揭示了非线性量子 Rabi 模型中的新谱现象。
2025-07-14 quant-ph
Bespoke Pulse Design for Robust Rapid Two-Qubit Gates with Trapped Ions
本文通过包含多种物理效应的量子主方程，采用全局优化为七个囚禁$^{171}$Yb$^{+}$离子设计了鲁棒快速的双量子比特门脉冲序列，实现了可扩展的囚禁离子量子计算。
2023-05-25 quant-ph
Dissipative Phase Transition in the Open Quantum Rabi Model
我们证明了开放量子Rabi模型（QRM）表现出一个二阶耗散相变（DPT），并提出了一种方法来观察这种转变与囚禁离子。超强量子位-振荡器耦合和振荡器阻尼之间的相互作用使系统进入具有发散数量的激发的稳态，其中即使有限数量的系统组件也允许发生DPT。的普适性类的开放QRM，修改从封闭QRM的马尔可夫浴，确定通过寻找临界指数和标度函数使用Keldysh功能积分的方法。我们建议实现开放的QRM与两个被困离子的相干耦合和耗散率可以单独控制和调整在很宽的范围内。由于这种可控性，我们的工作打开了一个可能性，调查潜在的丰富的动力学与耗散相变。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
A trapped ion in an optical cavity: numerical study of an optomechanical transition in the few-photon regime
我们考虑了一个由一个被囚禁的离子色散耦合到一个泵浦光腔的单模组成的光机系统。我们关注的参数范围是，半经典描述预测在小光子和大光子泵浦的极限下有两种明显不同的平衡配置，而对于中间泵浦则发现双稳态状态。然而，这种半经典描述在系统跃迁附近或平均光子数较低时无效。在这里，我们提供了一个完全量子态在少光子制度的数值分析，探索跨过渡的渐近状态的功能和分析可能的标记的半经典双稳态。我们发现系统的熵和过渡区的纠缠增加，但在演化谱中没有明显的亚稳特征。
2021-10-26 quant-ph
Induced Magnetic Monopole from Trapped $Λ$-Type Atom
研究了两个Rabi跃迁分别与两个具有相同失谐量的经典光场耦合的电磁诱导透明（EIT）态中囚禁原子的空间运动.当内部自由度与质心的空间运动在Born-Oppenheimer近似下解耦时，证明了一定形状的光可以为原子提供一个有效的磁共振场，即与Berry相位有关的感生规范场.这种人工磁致伸缩结构在表征能谱中表现出来。
2004-04-20 quant-ph
Quantum Simulation of the Haldane Phase Using Trapped Ions
提出了一种利用囚禁离子模拟自旋为1的XXZ反铁磁链作为研究Halcantine相的实验工具的建议。我们解释了如何达到Halfton阶段的理论，证明了在磁场和Rabi频率的噪声的基态的鲁棒性，并提出了一种方法来检测它们使用它们的特征：激发间隙和指数衰减的相关性，一个非零的非本地字符串顺序和双简并纠缠谱。当尺度增大到更高的维数和更多的阻挫晶格时，我们得到了更丰富的相图，并且我们可以达到自旋液相，这可以通过它的纠缠熵来检测，它服从边界定律。
2013-10-14 quant-ph
Spectral collapse via two-phonon interactions in trapped ions
到目前为止，双光子过程仅被认为是由光-物质相互作用的频率匹配的二阶展开引起的，因此耦合强度很小。然而，当这种耦合值变得与系统特征频率相当时，会出现各种新的物理现象。在这里，我们提出了一个现实的实现双光子量子拉比和迪克模型在囚禁离子技术。在这种情况下，有效的双声子过程可以在所有相关的参数制度进行探索。特别是，我们表明，在双色激光驱动下的离子链表现出丰富的动力学和高度违反直觉的光谱特征，如相互作用引起的光谱塌陷。
2015-09-15 quant-ph
Finite-Frequency Boson-Number Bounds Across the Quantum Rabi Transition
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）；Sofia University “St. Kliment Ohridski”（索非亚大学）
针对量子拉比模型，推导了有限频率比下跨越量子相变的基态能量与玻色子占据数的严格上下界，刻画了各区域特征并为囚禁离子量子模拟器提供实验预测。
2026-10-16 quant-ph
Simulating the Quantum Rabi Model in Superconducting Qubits at Deep Strong Coupling
本文提出利用超导电路中的数字量子模拟技术，通过增加Trotterization步数分解复杂哈密顿量，在cQED中实现超强耦合，展示数字方法的通用性与高保真度，并通过相干测量克服硬件限制。
2024-02-19 quant-ph
Cold atoms: A new medium for quantum optics
激光冷却和囚禁铯原子已被用作近共振腔中的非线性介质。对系统的半经典动力学进行了研究，发现了双稳态和不稳定性。在量子域中，证明了与该系统相互作用的探测光的压缩效应。
1998-01-23 quant-ph
Efficient quantum simulation of nonlinear interactions using SNAP and Rabi gates
针对玻色振子深强非线性耦合模拟难的问题，提出交替使用可调Rabi门与SNAP门的确定性模拟技术，可指数级降资源、高保真模拟高阶玻色相互作用，经光力学系统验证有效，助力复杂量子模拟与量子计算发展。
2023-12-15 quant-ph
Strong coupling between a trapped single atom and an all-fiber cavity
我们研究了一个在强耦合区囚禁单原子的全光纤腔QED系统。我们使用了一个双折射法布里-珀罗腔，即一个夹在两个光纤布拉格光栅反射镜之间的光学谐振腔。对单原子在态不敏感双原子阱中的腔透射谱的测量清楚地揭示了真空拉比分裂。
2015-08-26 physics.optics quant-ph
Observation of a topological defect state in the quantum Rabi model
Seoul National University（首尔大学）；NextQuantum
实验在单个囚禁离子中实现了量子拉比模型的拓扑缺陷态，通过相空间断层扫描测量维格纳质心轨迹绕数，揭示了非均匀合成晶格中拓扑缺陷态与混合系统相空间几何的联系。
2026-10-06 quant-ph
Collective tunnelling of strongly interacting cold atoms in a double well potential
众所周知，在共振条件下，一组强相互作用的玻色子原子被困在双阱势中，模仿单个粒子，在阱之间进行拉比振荡。这意味着，所有的原子都需要在大致相同的时间隧穿，尽管玻色-哈伯德哈密顿量只考虑了一次一个原子的转移。我们分析了这种集体行为的机制，评估拉比频率的过程中，并讨论了这个简单的图片的局限性。特别是，是示出的小的快速振荡叠加在缓慢的拉比周期，从分裂的传输集群在隧道效应的突然发作的结果，并消失，如果隧道效应逐渐打开。
2019-12-16 quant-ph
Quantumness and quantum to classical transition in the generalized Rabi model
该研究通过量子与经典描述的自由能差定义量子性，应用于多体Rabi模型，发现温度、普朗克常数及模型参数均影响量子到经典转变，并揭示不同模型和项的量子性差异，为表征QCT提供重要工具。
2023-11-12 quant-ph
Motional frequency shifts of trapped ions in the Lamb-Dicke regime
在激光驱动的囚禁离子中，当反冲频率远小于囚禁频率时（Lamb-Dicke区），一阶多普勒效应通常被忽略。这意味着中心的载流子激发带应该不受振动数变化的电子振动跃迁的影响。虽然这在Lamb-Dicke极限（无限紧约束）中是严格正确的，但振动跃迁在Lamb-Dicke区域中确实起作用。在本文中，我们量化的渐近行为，他们的效果相对于Lamb-Dicke参数。特别是，我们给出了解析表达式的频移，“拉”或“推”，产生的载流子吸收带的振动跃迁拉比和拉姆齐计划。这种转变被证明是独立的初始振动状态。
2007-07-09 quant-ph
Pound-Drever-Hall Feedforward for Trapped-Ion Optical Qubits
National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究针对囚禁离子光学量子比特激光相位噪声问题，开发基于庞德-德雷弗-霍尔前馈方法的有源相位噪声稳定系统，用光纤电光调制器和电前馈伺服抑制噪声，提升相干时间，且该技术易适配其他光学量子比特。
2026-07-28 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Probing a dissipative phase transition with a trapped ion through reservoir engineering
耗散通常被认为是量子系统中幺正量子操作的有害效应。然而，已经表明，适当的耗散可以是量子信息和量子模拟中的有用资源。在这里，我们提出并实验模拟耗散相变（DPT）模型使用一个单一的被困离子与工程水库。我们表明，离子的空间振荡模式达到一个稳定的状态后，交替应用量子拉比模型下的幺正演化，哈密顿量和边带冷却的振荡器。用振荡模的平均声子数作为序参量，为DPT提供了依据。我们的工作突出了适用于模拟开放量子系统的囚禁离子，并将促进进一步调查的DPT与各种耗散条款。
2022-02-08 quant-ph
Numerically optimized amplitude-robust controlled-Z gate for ultracold neutral atoms with individual addressing capability
Rzhanov Institute of Semiconductor Physics SB RAS（拉扎诺夫半导体物理研究所西伯利亚分院）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）；Institute of Laser Physics SB RAS（激光物理研究所西伯利亚分院）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）
本文提出一种优化的受控Z门方案，通过分析相位剖面提高对Rabi频率变化的鲁棒性，并展示其在单光子和双光子Rydberg激发中的应用，适用于有限温度下的单个原子地址能力。
2026-10-02 quant-ph
Quantum Rabi interferometry of motion and radiation
本文提出基于超越旋转波近似的 Rabi 相互作用的混合振子–量子比特干涉仪，实现任意方向相空间位移的无歧义估计，并证明其高精度、抗热化与抗退相干优势。
2023-05-24 quant-ph
