Fermionic correlation functions from randomized measurements in programmable atomic quantum devices
本文提出利用可编程光学势场中的随机原子分束器与高分辨率成像，测量超冷原子体系两点及四点费米子关联，并在变分量子本征求解器的量子化学应用中验证。
2022-05-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Exact dynamical correlations of nonlocal operators in quadratic open Fermion systems: a characteristic function approach
一般二次开费米子系统中非定域算符的动力学关联仍然是一个具有挑战性的问题。在这里，我们解决这个问题，通过开发一个新的配方的开放费米子多体系统，即特征函数的方法。说明的技术，我们分析了一个有限的Kitaev链边界耗散，并考虑任何类型的非局部激发。我们给出了格林函数的显式表达式，证明了任意子统计参数引起的非对称光锥以及随该参数而增加的弛豫速率。我们还分析了其他一些类型的非定域算符关联，如电荷数的全计数统计和真空态猝灭中的Loschirton回波。前者表现出明显的非平衡量子相变特征，而后者在某些临界时刻表现出尖点，因此表现出动力学量子相变。
2022-03-22 quant-ph
Fermion Correlation Inequalities derived from G- and P-Conditions
本文证明了由可表示性得到的G-条件和P-条件隐含了文献[1]中的费米子相关估计，而这又对大库仑系统的Hartree-Fock近似的精度产生了一个非平凡的界。
2012-07-19 cond-mat.other math-ph math.MP
The role of self-coherence in correlations of bosons and fermions in linear counting experiments. Notes on the wave-particle duality
研究了测量装置线性激励时两个探测器探测事件的相关性。根据经典概率论和基本守恒定律，导出了玻色子和费米子两点关联函数的一般公式。所得结果与用量子化场振幅的量子理论导出的结果一致。同时应用粒子和波动图象，在直观清晰的描述框架内解释了在束流实验中测量到的光子聚束与反聚束、光子相互作用关系和费米子反聚束现象。
2010-12-03 quant-ph
High-Contrast Interference of Ultracold Fermions
无法区分的粒子之间的多体干涉可以产生植根于量子统计的强相关性。我们研究了超冷大质量费米子数态的这种Hanbury Brown-Twiss型关联。利用确定性制备的$^6$ Li原子在光镊中，我们测量动量关联使用单原子敏感的飞行时间成像方案。该实验结合了高度不可区分的粒子的按需状态准备与高保真度检测，在固定的费米子粒子数的领域中获得两体和三体相关性。我们发现，原子对干扰的对比度接近80%。我们发现，二阶密度相关性产生的贡献，从所有的两个粒子对和检测内在的三阶相关性。
2019-07-10 cond-mat.quant-gas quant-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
Quantifying Quantum Correlations in Fermionic Systems using Witness Operators
我们提出了一种方法来量化量子关联在任意系统的不可分辨费米子使用见证运营商。该方法将寻找状态的最优纠缠见证的问题与一类称为半定规划（SDP）的问题相关联，后者可以以任意精度有效地求解。基于这些最佳见证，我们引入了一个量子关联的措施，它有一个类似的解释广义鲁棒性的纠缠。我们还将量子不和谐的概念扩展到不可分辨费米子的情况，并提出了一个几何量词，与我们的纠缠度量进行了比较。我们的数值结果表明，所提出的广义鲁棒性和Schliemann并发之间的显着等价性，这是相等的纯态。对于混合态，Schliemann一致性是广义鲁棒性的一个上界.量子不和谐也被发现是一个上界的纠缠。
2012-05-31 quant-ph
Quantum correlations through event horizons: Fermionic versus bosonic entanglement
我们揭示的行为之间的所有不同的时空区域的事件视界的量子和经典的相关性，比较费米子与玻色子领域。我们展示了纠缠和经典相关性守恒定律的出现，指出统计在跨视界的信息交换（更具体地说，纠缠权衡）中发挥的关键作用。本文的结果将为研究非惯性系和视界中的信息行为问题提供新的思路，从而更好地理解黑洞的信息悖论.
2010-03-23 gr-qc quant-ph
Universal two-time correlations, out-of-time-ordered correlators and Leggett-Garg inequality violation by edge Majorana fermion qubits
在目前的工作中，我们提出的两个时间相关的马约拉纳边缘本地化费米子构成了一个新颖的和多功能的工具箱，用于评估的拓扑相位的1D开格。使用Kitaev模型的分析和数值计算，我们揭示了短时相关性衰减与特定的非时间有序关联函数族之间的普遍关系，这为系统状态的定量分析提供了直接的实验替代方案，无论是正常的还是拓扑的。进一步证明了两次相关的饱和具有序参量的特征。最后，我们发现，违反Leggett-Garg不等式可以指示拓扑正常的相变通过查看由配对的本地和非本地边缘马约拉纳费米子形成的不同的量子比特。
2018-06-22 cond-mat.str-el quant-ph
Spatial correlations and entanglement in a hybrid system of N fermion pairs with harmonic interaction
本研究基于Moshinsky模型，分析了谐波受限N对费米子混合系统基态在不同二分划分下的空间关联与纠缠，提出考虑粒子可区分性的纠缠度量，发现纠缠随配对数和相互作用强度变化，并揭示屏蔽效应，深化了对费米子系统量子关联的理解。
2025-05-24 quant-ph
Interference and short-range correlation in fermionic Hubbard gases
本文在低温均匀费米子哈伯德气体中观测干涉图样，提出提取一阶关联的新方法，通过最近邻关联随填充率和相互作用强度的变化揭示了金属到莫特绝缘体的渡越及量子涨落驱动的虚隧穿过程。
2025-07-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantum operation of fermionic systems and process tomography using Majorana fermion gates
量子层析成像是表征量子操作的重要工具。在本文中，我们提出了一个量子层析成像的框架，在费米系统。与量子比特系统相比，费米子遵守超选择规则，它对费米子系统中的状态、过程和测量设置了约束。因此，我们只能部分地重建一个作用于费米子模式子集的操作，而完整的重建总是需要至少一个辅助费米子模式。我们还报道了一个基于门的Majorana费米子量子计算机的完全重建协议，包括一组实现信息完全态制备和测量的电路。
2021-02-01 quant-ph
Learning fermionic correlations by evolving with random translationally invariant Hamiltonians
本文提出一种利用自由费米子平移不变演化与占据数测量估计费米子二阶和四阶关联函数的方案，给出样本复杂度界限，并展示其可通过最近邻跳跃淬火近似实现，将经典影方法推广至大规模模拟量子模拟器。
2023-09-22 quant-ph
Fermionic correlations as metric distances: a useful tool for materials science
我们介绍了一种严格的，物理上有吸引力的，和实用的方法来测量交换之间的距离只相互作用的多电子系统，其工作原理，无论其大小和不均匀性。我们表明，这个距离捕获的基本物理特征，如原子元素的周期性，它可以用来有效地和高效地分析密度泛函近似的性能。我们建议，这个指标可以找到有用的应用在高通量材料设计。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Exact out-of-time-ordered correlation functions for an interacting lattice fermion model
在大尺度和热力学极限下，得到了具有在位相互作用的格点费米子模型Falicov-Kimball（FK）的局域平衡和非平衡无序关联（OTOC）函数的精确解.我们的方法是基于非平衡动力学平均场论推广到一个扩展的Kadanoff-Baym轮廓。我们发现密度-密度OTOC在金属-绝缘体相变附近的中间耦合处增强最多。在高温极限，OTOC仍然nontrivially有限和相互作用的依赖，即使一个普通的响应函数探测的动态电荷相关性被完全抑制。我们提出了一个测量超冷原子系统中费米子晶格系统（包括FK和哈伯德模型）的OTOC的实验。
2016-10-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Monogamy of particle statistics in tripartite systems simulating bosons and fermions
在量子世界中，相关性可以采取纠缠的形式，这被称为一夫一妻制。在这项工作中，我们表明，另一种类型的相关性，不可分割性，也受到某种形式的一夫一妻制的限制。也就是说，如果粒子A和B模拟玻色子，那么A和C不能完美地模拟费米子。我们的主要结果在于证明它在多大程度上是可能的。
2018-02-07 quant-ph
Schwinger effect of Gaussian correlations in constant electric fields
研究了Alice和Bob共享的连续变量双模压缩态的高斯关联（量子纠缠、不和谐和互信息）的Schwinger效应，特别关注了费米子-费米子场和量子比特-玻色子场模式之间关联的Schwinger效应的差异.我们还研究了Schwinger效应下相关系数的再分配和保守性。
2022-01-11 quant-ph
Spin correlations and entanglement in partially magnetised ensembles of fermions
我们发现，单重态分数$p_s$和总磁化（或极化）$m$可以约束在一个自旋系综的最小并发。我们确定$p_s > (1-m^2)/2$作为一个充分和严格的条件，两体纠缠。我们的证明没有对系统的状态或粒子的对称性做任何假设，因此可以作为费米子之间自旋纠缠的证据。我们讨论了最近的实验中观察到的自旋相关的影响，并展望了研究纠缠动力学在一个冷的费米气体的退磁。
2016-07-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Provably Efficient Learning of Fermionic Correlations under Particle-Number Symmetry
The University of Tokyo（东京大学）；Keio University（庆应义塾大学）；Kyoto University（京都大学）
利用随机轨道旋转构建数守恒费米子阴影层析框架，证明仅需与系统大小无关的O_k(η^k/ε^2)样本即可同时估计所有k体费米子关联，并匹配信息论下界，数值实验显示在N=100、η=20、ε=10^{-2}时查询量降低约一个数量级。
2026-10-01 quant-ph
Entanglement growth and correlation spreading with variable-range interactions in spin and fermionic tunnelling models
我们调查的动态变化范围的幂律相互作用的两个一维模型的全局参数淬火：一个远程横向伊辛模型，这是最近实现的链中的囚禁离子，和一个远程晶格模型的无自旋费米子与远程隧道。对于横向伊辛模型，用数值矩阵乘积态方法计算了关联的扩展和纠缠的增长，并与费米子隧道模型的精确解进行了比较.我们确定政权之间的过渡，没有一个明显的线性光锥的相关性，这两个模型之间密切对应。对于长程相互作用（就分离距离r而言，衰减慢于1/r），我们发现尽管缺乏光锥，相关性在短时间内以幂律缓慢增长，并且-取决于初始状态的结构-纠缠的增长也可以是次线性的。这些结果可以通过分析计算来理解，并且应该可以在捕获离子的实验中测量。
2016-07-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fermionic Entanglement and Correlation
纠缠在量子科学的许多领域中起着核心作用。然而，当人们离开典型的“爱丽丝对鲍勃”的设定进入无法区分的费米子世界时，我们并不清楚纠缠的概念是如何在这些相同的粒子中定义的。我们努力恢复子系统的概念，或者从数学上讲，希尔伯特空间的张量积结构，导致两个自然的图片定义费米子纠缠：粒子图片和模式图片。在粒子图像中，纠缠表征了费米子量子态与非相互作用量子态的偏离，例如，单斯莱特行列式在模式图像中，我们恢复子系统的概念，通过参考费米子占据的轨道/模式的划分，这使我们能够自然地采用可区分成分之间的纠缠形式。这两幅图都揭示了费米子纠缠的本质和相互关联的方面，从而为研究原子和分子等高度相关系统中的电子纠缠提供了精确的工具。我们在这里展示两个应用：i）解决分子解离极限中的相关悖论，ii）轨道纠缠的定量电子结构分析。
2022-07-08 physics.chem-ph quant-ph
Correlation functions of charged free boson and fermion systems
本文利用量子逆散射方法的思想，分别用bc费米子和中性费米子引入了相位模型和$i$ -玻色子模型的单值矩阵$T$的非对角项所对应的算符$\mathbf{B}(x), \mathbf{C}(x)$和$\mathbf{\tilde{B}}(x), \mathbf{\tilde{C}}(x)$，从而给出了KP和BKP族的另一种处理方法.我们还引入了带电自由玻色子系统的类似算符$\mathbf{B}^{*}(x)$和$\mathbf{C}^{*}(x)$，并证明了它们与$bc$费米子场的类似算符是完全类似的.证明了$bc$费米子场中的关联函数$\langle 0|\mathbf{C}(x_N)\cdots\mathbf{C}(x_1)\mathbf{B}(y_1)\cdots $ $\mathbf{B}(y_N)|0\rangle$是荷电自由玻色子中关联函数$\langle 0|\mathbf{C}^{*}(x_N)\cdots\mathbf{C}^{*}(x_1)\mathbf{B}^{*}(y_1)\cdots \mathbf{B}^{*}(y_N)|0\rangle$的逆。
2020-06-16 hep-th math-ph math.MP
Enhancing the Thermal Stability of Majorana Fermions with Redundancy Using Dipoles in Optical Lattices
无自旋费米子之间的配对可以产生马约拉纳费米子激发，表现出有趣的性质所产生的非局部相关性。但简单的模型表明，马约拉纳费米子之间的非定域关联在非零温度下变得不稳定。我们解决这个问题，通过显示，在光晶格中的偶极费米子之间的各向异性相互作用，可以用来显着提高热稳定性。我们构造了正方形光晶格中定向偶极费米子的模型。我们发现，由强相互作用建立的域即使在有限的温度下也在长距离和长时间内表现出增强的Majorana费米子之间的相关性，适合于量子信息的稳定冗余编码。我们的方法可以推广到各种配置和其他系统，如量子线阵列。
2013-11-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Fermionic-Adapted Shadow Tomography for dynamical correlation functions
School of Computational Sciences, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院计算科学学院）；Materials Science Division, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室材料科学部）；Department of Physics, University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校物理系）
本文提出费米子适应的阴影量子态重构方法，用于高效计算多个动态关联函数，通过重构函数形式与阴影量子态技术兼容，提升样本效率和减少测量电路数量。
2026-03-16 physics.comp-ph quant-ph
Probing the non-locality of Majorana fermions via quantum correlations
马约拉纳费米子（Majorana fermions，MFs）是一种奇特的粒子，它们是自己的反粒子。近年来，固态系统中准粒子激发态MF的研究引起了人们的广泛兴趣，因为它们在基础物理中具有重要意义，并且在基于固态器件的拓扑量子计算中具有潜在的应用价值。本文研究了半导体纳米线两端出现的一对微场诱导的两个空间分离的量子点之间的量子关联，旨在发展一种探测微场的新方法。我们发现，如果没有这些成对的MF之间的隧道耦合，量子纠缠不能从未纠缠的（即，产物）态，但由于成对MF的内在非局域相关性，观察到量子不和谐。这一发现揭示了量子不和谐确实可以证明纳米线中形成的MF的固有非定域性。此外，量子不和谐可以用来区分正规费米子的MF。此外，我们提出了一个实验装置来测量由于非局域关联引起的量子不和谐的发生。我们的方法提供了一个新的，实验上可访问的，方法来研究马约拉纳束缚态探测其固有的非局域性签名。
2014-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Digital programming of spin correlations in a fermionic lattice quantum simulator
Institute for Quantum Electronics & Quantum Center, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院量子电子学与量子中心）
提出一种混合方法，结合模拟制备与数字量子门协议，从相同初始资源态工程化具有特定长程自旋关联的目标态，并通过碰撞门编程多种自旋关联模式。
2026-06-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Quantum simulation of Dirac fermion mode, Majorana fermion mode and Majorana-Weyl fermion mode in cavity QED lattice
量子模拟的目的是使用强调相同数学模型的可控实验室系统来模拟量子系统。腔QED晶格系统是模拟相对论量子效应规定系统。在腔QED格子中，我们量子模拟了Dirac费米子模、Majorana费米子模和Majorana-Weyl费米子模以及它们之间的交叉。我们还提出了不同模式激发的场算符之间的不同解析关系。
2014-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Third-order momentum correlation interferometry maps for entangled quantal states of three singly trapped massive ultracold fermions
本文给出了三个超冷费米子原子在线性三阱光阱中的飞行时间谱的高阶动量关联函数的解析表达式，它们对应于三重纠缠的W-态和Greenberger-Horne-Zeilinger-型（GHZ）态.这里介绍的方法对比，并超越了基于标准威克的因式分解方案，它可以确定三阶和二阶自旋分辨和自旋未分辨的动量相关性，旨在与被困的大质量粒子类比的物质波干涉调查，并有可能扩大范围，最近的三光子量子光学干涉。
2019-08-10 cond-mat.quant-gas nucl-th quant-ph
Observation of correlations beyond the single-particle picture in fermionic counting statistics
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；University of Münster（明斯特大学）
该研究通过单能级量子点实验观测到费米子计数统计中全计数统计阶乘累积量符号规则的违反，结合理论建模重现数据，证实了电子-电子相互作用引入的关联超出单粒子图像。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classifying fermionic states via many-body correlation measures
针对费米子系统中量子关联与高效计算方法间联系模糊的问题，通过引入基于 $k$-费米子约化密度矩阵的扭曲纯度度量 $ω_k$，建立了 $k$-费米子关联态的严格分类，为计算物理提供了数学基础。
2025-04-08 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Quantum atom optics with fermions from molecular dissociation
我们研究了光子参量下转换的费米原子光学对应物。这可以通过由费米子原子组成的分子二聚体的玻色-爱因斯坦凝聚体的离解来实现。我们提出了一个理论模型描述的量子动力学的离解，并找到解析解的模式占领和原子对的相关性，在短的时间限制有效。利用这些解确定了关联函数的上界，该上界适用于任何费米子系统，对应于理想粒子数差压缩
2006-03-06 cond-mat.other cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Fermion-Fermion Scattering in Quantum Field Theory with Superconducting Circuits
我们提出了一个模拟-数字量子模拟的费米子-费米子散射介导的玻色子模式的连续电路量子电动力学方案。这种量子技术自然地提供了超导量子比特与开放传输线中连续电磁模式的强耦合。在这种方式中，我们提出了量子比特有效地模拟费米模式通过数字技术，而我们考虑的连续复杂性的开放传输线模拟连续复杂性的玻色子模式在量子场论。因此，我们相信，复杂性模拟复杂性的概念应该成为一个领先的范式，在任何努力可扩展的量子模拟。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
The virial equation of state for unitary fermion thermodynamics with non-Gaussian correlations
研究了在幺正极限下，动力学高阶微扰和统计非线性红外涨落/关联在费米气体维里状态方程中的作用.从平均场论出发，考虑了量子能级交叉重排效应，给出了自发产生的熵的简明数学表达式。首次计算了具有复杂非局部相关性的无量纲维里系数。通过一个通项公式，发现酉费米气体的维里系数与理想量子气体的维里系数成整数比例。与理想玻色子（$a^{(0)}_2=-\frac{1}{4 \sqrt{2}}$）或费米子（$a^{(0)}_2=\frac{1}{4 \sqrt{2}}$）相反，费米气体的第二维里系数$a_2$在么正性下等于零。在首阶量子修正消失的情况下，BCS-BEC交叉热力学在玻尔兹曼体系中体现了著名的纯经典玻意耳定律。非高斯关联现象可以通过研究焦耳-汤姆逊效应来验证。
2008-12-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-ph
