A new perturbation method in quantum mechanics
我们研究了前一段时间提出的扰动方法的收敛性，并揭示了它的一些最有趣的功能。强耦合极限下的非简谐振子被证明是适当的说明性例子和基准。
2004-06-21 quant-ph
The Higher Orders of the Theory of Strong Perturbations in Quantum Mechanics and the Secularity Problem
本文求解了M。Frasca，Phys.Rev.A45，43（1992），通过假设在首阶，波函数是螺旋形的。这是通过导出绝热演化的幺正算符来实现的。用这种方法就可以证明，相位混合问题的原因中至少有一个是由于哈密顿量的未扰动部分引起的扰动能级的移动而引起的，相位混合问题的影响是通常称为长期性的扰动项在时间上的多项式增加。一个例子给出了一个两级系统，无论如何，在二阶也在小扰动的标准理论中显示了世俗性。该理论被应用到一个经典问题的量子模拟，可以成为混乱，一个粒子的影响下的两个波的不同振幅，频率和波数。
1996-09-13 hep-th quant-ph
The Leading Order of the Theory of Strong Perturbations in Quantum Mechanics
本文证明了，对于一个受强微扰的量子系统，强场近似的首阶方程（M.Frasca，Phys. Rev. A，{ \bf 45}，43（1992））的解可以由绝热近似导出.实际上，我们证明了最大的微扰和更类似的量子系统是一个绝热系统，解被写为含时微扰的本征态的叠加。这个结果的直接结果是，在相互作用图像中的薛定谔方程的解，在相同的微扰近似下，与强场近似的首阶近似一致。由于扰动必须在不同的时间通勤的要求的限制被克服。为了达到更高的阶数，可能会出现计算困难。此外，该方法对于时间上恒定的扰动是无用的。在这种情况下，得到一个小的时间序列，表明这种近似只是统计力学的Kirkwood-Wigner展开在量子力学中的应用。以这种方式获得的理论被应用到一个依赖于时间的两级自旋模型，已经考虑的Berry相的研究，表明几何相可能会出现，如果一部分的哈密顿被认为是一个强扰动。对哈密顿量的参数不作绝热近似，而保持其循环性。
1995-07-12 hep-th quant-ph
Quantum Mechanical Search and Harmonic Perturbation
量子力学中的微扰论研究量子系统如何与环境微扰相互作用。调和微扰是含时微扰的一种罕见的特殊情况，其中存在精确的分析。一些重要的技术进步，如脉泽、激光、核磁共振等，在这里，我们将量子计算添加到这个列表中，并进行理论演示。基于简谐微扰，设计了一种量子力学算法来搜索给定哈密顿量的基态。该算法的内在复杂度在时间T和能量E上都是连续的和参数化的。更精确地说，对于某个常数c，N维向量空间中哈密尔顿算子找到搜索目标的概率为1/（1+ c N E^{-2} T^{-2}）。这个结果是最佳的。由于谐波微扰提供了一种不同的计算机制，该算法可能为实现量子计算机提供新的方向。
2007-09-14 quant-ph
Numerical Constructions of Perturbation Series in Quantum Mechanics
本文评述了几种修正的教科书中关于束缚态的瑞利-薛定谔微扰表示。他们都受到了自适应重新分裂的汉密尔顿，使用非标准基地和灵活的规范化的波函数的启发。
2000-08-28 quant-ph
Transformation of perturbative series into complex phases and elimination of secular divergences in time-dependent perturbation theory in quantum mechanics
通过简单地将微扰级数转化为再求和微扰级数的自然指数函数，解决了含时微扰理论中某些量子系统的几率随时间无限增加的难题.三个精确可解的模型被用来检验我们的新公式，并与精确解取得了很好的一致性。
2016-07-08 quant-ph
Adaptive Perturbation Theory: Quantum Mechanics and Field Theory
自适应微扰是一种新的方法，用于微扰计算量子力学哈密顿量的本征值和本征态，这些方法被广泛认为是不可解的。自适应扰动理论的新特点是将给定的哈密顿量$H$分解为未扰动部分和扰动部分，从而精确地提取问题的主导非扰动行为。在这次演讲中，我将介绍在纯非谐振子的背景下的方法，然后将其应用到对称极小值之间的隧穿的情况。在那之后，我将展示如何将这种方法应用于场论。在讨论中，我将展示如何非微扰地提取质量、波函数和耦合常数的结构
2006-01-04 cond-mat.other hep-th quant-ph
Adaptive Perturbation Theory I: Quantum Mechanics
自适应微扰是一种新的方法，用于微扰计算量子力学哈密顿量的本征值和本征态，迄今为止，人们认为这种方法无法获得。自适应扰动理论的新特点是将给定的哈密顿量$H$分解为未扰动部分和扰动部分，从而精确地提取问题的主导非扰动行为。本文介绍了纯非谐振子的背景下的方法，然后将其应用到对称和非对称极小值之间的隧穿的情况。最后介绍了这些方法的扩展，讨论了量子场论。本系列的第二篇论文将对这个问题进行更全面的讨论。本文将介绍如何利用自适应微扰理论的方法，非微扰地提取质量结构、波函数和耦合常数重整化。
2006-01-04 cond-mat.other hep-th quant-ph
Perturbation theory for quantum-mechanical observables
量子力学态矢量是不可直接观测的，尽管它是薛定谔方程中的基本变量。在传统的含时微扰理论中，在计算相关算子的实验可观测期望值之前，必须先计算状态向量。我们讨论了另一种形式的含时微扰理论，其中可观测的期望值直接计算，并表示在嵌套的微扰器的形式。这个结果与对易关系决定量子系统的性质的事实是一致的，而对易关系通常具有简化计算并避免抵消项的形式。这种方法的有用性说明使用几个感兴趣的问题，在量子光学和量子信息处理。
2002-01-28 quant-ph
Quantum mechanics of layers with a finite number of point perturbations
本文研究了有限个点微扰作用下无限大平面硬壁层中无自旋量子粒子的光谱和散射性质。一个可解的字符的模型如下从显式形式的哈密顿预解式Krein公式的装置。我们证明了束缚态的存在性，展示了它们的性质，并找到了壳层散射算子。此外，我们分析的情况下，当系统被放入一个均匀的磁场垂直于该层，在这种情况下，点的相互作用产生的本征值的一个有限的多重性的自由哈密顿本质谱的间隙。
2001-03-23 cond-mat math-ph math.MP
Calculation of low-lying energy levels in quantum mechanics
本文提出了一种计算宇称量子力学势的低本征值和本征态的微扰方法。该技术是解决时间无关的薛定谔本征值问题作为一个扰动系列，其中的扰动参数是能量本身。与几乎所有的物理问题的微扰级数不同，对于基态，这种微扰展开是收敛的，即使基态能量一般不小于1，微扰结果在数值上是准确的。微扰级数在较高的能级上是发散的，但可以很容易地用Pade求和等方法来计算。
2014-02-05 math-ph math.MP quant-ph
Aspects of Perturbation theory in Quantum Mechanics: The BenderWu Mathematica package
我们讨论了一个一般的设置，它允许研究的微扰理论的任意，局部谐波一维量子力学势以及其多变量（多体）的推广。后者可能构成正则化量子场论的原型。我们首先推广的方法Bender-Wu，并推导出精确的递归关系，允许确定的微扰波函数和能量修正到任意阶，至少在原则上。对于1D系统，我们在一个易于使用的Mathematica软件包中实现这些方程，我们称之为BenderWu。我们的软件包使快速家庭计算机计算高阶微扰理论（约100阶在10 - 30秒，250阶在1 - 2小时），并使实际研究的一大类问题，在量子力学。我们对BenderWu一揽子计划有两个希望。一个是由于复苏，大量的非微扰信息，如非微扰能量和波函数（例如WKB波函数），原则上可以从微扰数据中提取。我们也希望该软件包可以作为一个教学工具，在教科书中提供一个有效的桥梁微扰理论和非微扰物理。最后，我们表明，对于多变量的情况下，递归关系获得的几何字符，并有一个结构，可以很容易地并行计算机集群。
2016-09-06 hep-lat hep-th quant-ph
Nonlinear coupling of nano mechanical resonators to Josephson quantum circuits
我们提出了一种技术，通过调制其磁通量偏置将纳米机械谐振器的位置算子耦合到SQUID器件。通过适当地调谐磁场，可以实现线性或二次耦合，并且耦合强度可离散地调节。这提供了一种通过将纳米机械谐振器耦合到约瑟夫森量子线路来实现纳米机械谐振器中的相干非线性效应的方法。作为一个例子，我们展示了如何压缩的纳米机械谐振器状态可以实现这种技术。我们还提出了一种简单的方法来测量纳米机械谐振器的位置不确定度没有量子态层析。
2006-05-01 quant-ph
Coherent coupling of mechanics to a single nuclear spin
核自旋与环境的相互作用很弱。特别地，它们通常对机械振动不敏感。在这里，我们成功地证明了力学的相干耦合到一个单一的核自旋。这种耦合是由金刚石中的硅空位（SiV）中心介导的，利用其大的应变敏感性和与核自旋的超精细相互作用。重要的是，我们证明了核自旋保持其良好的相干性，即使在这种耦合的存在。这提供了一种利用核自旋作为量子机制中机械系统的量子存储器的方法。
2021-07-23 quant-ph
Temperature as perturbation in quantum mechanics
在足够低的温度极限下，采用微扰方法发展了一种非相对论性量子力学的温度依赖形式。因此，一个广义的，自洽的哈密顿量被构造为一个任意的量子力学系统的方式，基态哈密顿量原来只是一个极限情况下，在绝对零度。将系统与周围环境之间的弱耦合项视为微扰。将得到的广义哈密顿量应用于一些具有精确零温解的典型量子系统，包括盒子中的自由粒子、真空中的自由粒子和谐振子，直到一阶自洽，从而修正了它们的相关哈密顿量、能谱和波函数，使之与低温极限一致。进一步的研究揭示了某种量子隧穿效应的剩余概率的自由粒子在一个盒子里，作为热耦合到水库的主要后果。对热环境对波函数的主要性质的可能影响也进行了深入的研究和讨论。
2021-03-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement between exciton and mechanical modes via dissipation-induced coupling
我们分析了由微腔、量子阱和机械振子组成的混合量子系统中两个物质模之间的纠缠。虽然量子阱中的激子模和机械振子最初是不耦合的，但它们通过微腔场的相互作用导致间接的激子模-机械模耦合。我们表明，这种耦合是一个Fano Agarwal型耦合诱导的激子的衰减和机械模式所造成的光子泄漏通过微腔的环境。利用实验参数和缓变微腔场，我们表明产生的耦合导致激子模-机械模纠缠。最大纠缠是在避免能级交叉频率处实现的，其中两个模式的杂交是最大的。纠缠也是非常强大的声子热浴温度。
2015-09-28 quant-ph
Quantum Mechanics of Successive Measurements with Arbitrary Meter Coupling
本文利用冯·诺依曼的测量模型研究了两个观测量的连续测量。任意耦合强度的两指针相关性允许检索初始系统状态。在适当的耦合强度范围内，我们恢复了Luders规则、Wigner公式和Kirkwood-Dirac分布。
2009-01-21 quant-ph
Coupling spins to nanomechanical resonators: Toward quantum spin-mechanics
自旋力学研究纳米机械谐振器中自旋系统与机械振动之间的相互作用，并探索其在量子信息处理中的潜在应用。在本教程中，我们总结了各种类型的自旋机械谐振器，并讨论了腔QED类和陷阱离子类自旋机械耦合过程。综述了利用金刚石中带负电荷的氮空位和硅空位中心实现这些工艺的方法。展望达到完整的量子制度的自旋力学，其中量子控制可以发生在单自旋和单声子的水平，讨论了强调应变耦合的缺陷中心的轨道自由度的关键作用。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wronskian perturbation theoryWronskian perturbation theory
我们发展了一种微扰方法，推广了最近提出的处理速度依赖的量子力学模型的方法。为了测试目前的方法，我们将其应用到一些简单的平凡和平凡的例子。
2006-07-03 quant-ph
Theory of response to perturbations in non-Hermitian systems using five-Hilbert-space reformulation of unitary quantum mechanics
在传统的薛定谔表象中，束缚态演化的么正性由哈密顿量的厄米性保证。一个非幺正等谱简化的哈密顿量，$\mathfrak{h} \to H=Ω\,\mathfrak{h}\,Ω\neq H^\dagger$诱导的变化${\cal L} \to {\cal K}$的希尔伯特空间的状态，反映了损失的厄米性的$H\neq H^\dagger$。在这种理论的重新表述中，{ \it ad hoc}内积度量的引入将${\cal K}$重新转换为第三个正确的物理希尔伯特空间${\cal H}$，酉等价于${\cal L}$。在${\cal PT}-$对称性或相对论性量子力学中遇到的情况，在包含微扰之后，表现得更为复杂。提出了问题的形式和求解方法。一些相关的后果，例如，在稳定性分析中的作用进行了讨论。
2019-12-05 cs.NA math-ph math.MP
Quantum-coherent coupling of a mechanical oscillator to an optical cavity mode
工程机械振荡器的量子控制可以通过将振荡器耦合到辅助自由度来实现，前提是能量交换的相干速率超过两个子系统中的每一个的退相干速率。我们实现了这样的量子相干耦合之间的机械和光学模式的微光机械系统。同时，机械振荡器被冷却到n = 1.7 \pm 0.1运动量子的平均占有率。脉冲光激发揭示了光场和微机械振荡器之间在时域中平均小于一个量子的能量交换。这些结果提供了一种实现机械振荡器和光场之间的有效量子接口的途径。
2011-07-19 quant-ph
New Developments in Time-Independent Quantum-Mechanical Perturbation Theory
本文讨论了用微扰法求解与时间无关的薛定谔方程的两种新方法。第一个概念开始重写扰动方程的形式是密切相关的矩阵对角化方法。这使得标准（瑞利-薛定谔）方程的推导变得简单而紧凑。但它也导致了一个新的迭代求解方法，不是基于通常的幂级数展开。当未扰动系统是二重退化时，也可以使用迭代法。第二个概念与第一个概念有很大的不同，但与第一个概念是相容的，它是基于这样一个事实，即人们可以用具有相同本征值的合成哈密顿量来代替真正的哈密顿量。这种方法允许取消部分扰动，并减少非对角矩阵元素的大小，使级数更好地收敛。这些方法说明了三个扰动谐振子的问题-一个1-D振荡器的线性扰动，1-D振荡器的四次扰动，和扰动2-D振荡器，其中涉及简并态。迭代法和合成哈密顿方法显示出显着优于标准方法的结果。
2013-10-24 physics.chem-ph quant-ph
Instantons from Perturbation Theory
在量子力学和量子场论中，微扰理论一般需要在耦合中包含额外的非微扰贡献，如瞬子，以重现精确的结果。我们展示了如何充分的非微扰结果可以编码在一个适当的修改微扰系列中的一类量子力学问题。我们明确地说明了这一点，在已知的例子中包含非微扰效应，如（超对称）双阱势，纯非谐振子，和微扰膨胀周围的假真空。
2018-01-31 hep-th math-ph math.MP
Strong coupling in multimode quantum electromechanics
腔电（光）力学使我们不仅可以在大质量物体中获得单个孤立的力学模式，而且可以获得多个力学模式。本文提出了一种多模机电系统，在该系统中，多个薄膜振动模耦合到一个三维环隙超导微波腔。机械顺应的窄隙电容器上的电场的紧密限制使系统在红边带泵浦场下进入量子强耦合状态。我们证明了两个机械模式之间的强耦合，这是由双音参量驱动和介导的虚光子在腔中。可调谐的机械模式间耦合可以用于在机械模式之间产生纠缠。
2016-02-04 quant-ph
Variational perturbation expansion for strong-coupling coefficients of the anharmonic oscillator
作为最近发展的微扰变分理论的应用，我们求出了四次非谐振子基态能量的收敛强耦合级数展开式的前22项。
1995-02-19 chem-ph quant-ph
Dissipative vs dispersive coupling in quantum opto-mechanics: squeezing ability and stability
从理论上讨论了输入镜作为机械振荡器的腔或等效系统中耗散型光-机耦合的压缩光和光机不稳定性的产生。这个问题是处理解析的情况下，共振激励或小失谐，主要集中在坏腔的限制。耗散和纯色散耦合之间的定性差异的报告。特别是，它示出，对于纯耗散耦合在坏腔制度，反作用强烈减少和系统的压缩能力被强烈抑制，在纯色散耦合的情况下。它还表明，对于小的失谐，稳定性图的情况下的纯色散和耗散耦合定性相同的失谐的符号的变化。所得结果与最近的理论出版物进行了比较。
2018-03-09 quant-ph
Perturbation Theory for Weak Measurements in Quantum Mechanics, I -- Systems with Finite-Dimensional State Space
研究了物理系统中间接测量的量子理论。本文详细分析了用有限谱自伴算子$\mathcal{N}$表示的观测量的间接测量的例子。在没有直接测量的情况下，产生系统的时间演化的哈密顿量被假定为由与$\mathcal{N}$交换的项和不与$\mathcal{N}$交换的小扰动之和给出。使用单个仪器对系统进行重复的直接（投影）测量，该仪器对系统状态的作用与$\mathcal{N}$互换。如果哈密尔顿算子与可观测的$\mathcal{N}$交换（即，如果扰动消失），则系统的状态接近$\mathcal{N}$的本征态，因为直接测量的数量趋向于$\infty$。如果哈密顿量中的微扰项与$\mathcal{N}$进行\textit{not}交换，则系统在$\mathcal{N}$的不同本征态之间表现出“跳跃”。我们确定这些跳跃率的领先秩序的扰动的强度，并表明，如果时间是重新缩放适当的极大似然估计$\mathcal{N}$接近马尔可夫跳跃过程的频谱上的$\mathcal{N}$，作为扰动的强度往往$0$。
2017-09-10 math-ph math.MP quant-ph
Hamiltonian point of view of quantum perturbation theory
本文通过将量子Van Vleck-Primas微扰理论精确映射为经典微扰问题，建立了量子与经典微扰理论的新联系，并据此提出利用经典正则变换工具计算量子几何相位的新方法。
2025-04-28 quant-ph
Coupling microwave photons to a mechanical resonator using quantum interference
近年来，微波光力学领域已经成为实现宏观力学对象量子控制的领先平台。迄今为止，微波光学机械的实现已经使用移动电容将微波光子耦合到机械谐振器。虽然简单且有效，但电容性方案在最大可实现耦合强度上受到固有和实际限制。在这里，我们实验性地实现了一种根本不同的方法：通量介导的光机械耦合。在该方案中，机械位移调制超导量子干涉器件（SQUID）中的磁通量，该器件形成微波谐振电路的电感器。我们证明，这种磁通介导的耦合可以在原位调谐的磁通量的SQUID，使纳秒通量调谐的光机耦合。调谐外部面内磁转导场，我们观察到的单光子耦合强度的线性缩放，达到目前最先进的速率相媲美。最后，这种线性缩放预测克服单光子耦合率的限制在电容光力学，打开了新一代的开创性的光力学实验在单光子强耦合制度的大门。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal dynamical control of quantum mechanical decay: Modulation of the coupling to the continuum
我们推导并研究了耦合到任意连续谱的动态修改的状态衰减的表达式。这个表达式对于弱时间扰动是普遍有效的。由此产生的见解可以作为有用的配方优化控制的衰减和退相干。
2001-09-30 quant-ph
Small-energy series for one-dimensional quantum-mechanical models with non-symmetric potentials
我们推广了最近提出的一维量子力学模型的小能量展开。原来的方法是设计来治疗对称的潜力，在这里，我们将展示如何将其扩展到非对称的。目前的方法是基于匹配的对数导数的左，右解决方案的薛定谔方程在原点（或任何其他点方便地选择）。与原始方法一样，每个对数导数可以通过简单的微扰理论展开为小能量级数。我们测试了四个简单的模型，其中之一是不完全可解的新方法。微扰展开收敛在所有的说明性的例子，使一个获得的基态能量与可用的微扰校正的数量确定的精度。
2014-10-21 math-ph math.MP quant-ph
Coupling of single quantum emitters to plasmons propagating on mechanically etched wires
我们证明了一个单一的氮空位中心在纳米金刚石的机械蚀刻银纳米线传播等离子体激元模式的耦合。通过原子力显微镜悬臂的尖端在单晶银纳米片上进行机械蚀刻，以产生具有预先设计长度的线。我们发现，单等离子体激元传播可以在这些线，从而使这些结构的量子信息处理的平台。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong coupling of a mechanical oscillator and a single atom
我们提出并分析了一种实现单个囚禁原子与机械振子之间强耦合的装置。在激光驱动的高精细度腔中，原子的运动与机械振子之间的相互作用由量子化光场介导。特别是，我们表明，高保真转移的量子态之间的原子和机械振荡器是在现有的或不久的将来的实验参数。我们的设置提供了基本的工具箱，通过原子物理学的工具，相干操纵，制备和测量的微米和纳米机械振荡器。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temporal evolution of a forced optomechanical system with linear and quadratic field -- mechanical oscillator couplings
本研究利用李代数方法求解了具有线性和二次耦合的光机系统的时间演化算符，包括无驱动和受迫两种情况，并通过数值模拟验证了结果的准确性。
2024-12-16 quant-ph
Multimode strong-coupling quantum optomechanics
本文从理论上研究了通过线性或二次光机械相互作用耦合到单个腔场模的多个机械振子的动力学。我们特别关注强耦合机制，其中腔的衰减速度比机械模式快得多，并且光机械耦合与机械频率相当或大于机械频率，因此光学和机械系统都在深量子机制中运行。使用一个和两个机械振荡器的例子，我们表明，该系统可以经典地表现出双稳性和分叉，我们探讨了这些表现在干涉，纠缠和相关的量子理论，同时揭示了由于腔波动和相干驱动的机械系统的退相干的影响。
2013-09-27 physics.optics quant-ph
Long Distance Coupling of a Quantum Mechanical Oscillator to the Internal States of an Atomic Ensemble
我们提出并研究了一个由微机械振荡器耦合到远距离原子系综内部态的混合光机械系统。系统之间的相互作用由光场介导，该光场允许在长距离上以模块化方式耦合两个系统。耦合到原子的内部自由度开辟了在MHz到GHz范围内使用高频机械谐振器的可能性，例如光机械晶体结构，并受益于内部原子状态的量子控制的丰富工具箱。以前的涉及原子运动态的方案在这两个方面都相当有限。我们推导出一个完整的量子模型的有效耦合，包括退相干的主要来源。作为一个应用程序，我们表明，交感基态冷却和强耦合两个系统之间是可能的。
2014-12-16 quant-ph
Heat capacities of thermally manipulated mechanical oscillator at strong coupling
相干量子振子是量子统计物理和量子热力学的基本物理系统。它们在实验室中的实现通常涉及对环境温度变化敏感的固态器件。我们用具有温度依赖能级的机械振子的等效态来表示具有温度依赖频率的固态光机械振子的态。我们解释的温度依赖性作为一个结果的振荡器和热浴之间的强耦合。我们探索的参数制度对应的力学和热力学特性的异常行为的强耦合的结果：（i）的本地化和加热诱导的纯化，和（ii）两个广义热容的负性。容量可用于证明能级的温度依赖性的非线性。我们的唯象实验为导向的方法可以刺激新的光机械和热机械实验的发展，探索强耦合热力学的基本概念。
2019-03-19 quant-ph
Nonclassical mechanical states in cavity optomechanics in the single-photon strong-coupling regime
该研究聚焦腔光力学系统的瞬态动力学，发现单光子强耦合区的光驱动可使初始力学相干态演化为具有强负Wigner函数的非经典相干叠加态，且该负性对弱耗散具有鲁棒性。
2024-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum mechanics in general quantum systems (IV): Green operator and path integral
我们首先以尽可能简洁的形式重写时间演化算子的微扰展开[安民王，quant-ph/0611216]。然后导出了含时完备格林算符的微扰展开式，并证明了它就是Dyson方程的傅里叶变换。在此基础上，得到了Feynman路径积分公式中完全跃迁振幅的微扰展开式，并给出了完全跃迁振幅与未微扰跃迁振幅之间的积分关系式.这些结果的进一步应用可以预期，并将在不久的将来进行调查。
2006-12-11 cond-mat.other quant-ph
Dispersive coupling between light and a rare-earth ion doped mechanical resonator
通过在施加受控扰动的同时光谱烧孔非均匀加宽的离子系综，可以获得针对不同扰动的最大灵敏度而被功能化的光谱孔。我们建议使用这样的烧孔结构的色散光学相互作用与稀土离子掺杂剂的频率是敏感的晶体应变由于弯曲运动的晶体悬臂。定量分析表明，良好的光学灵敏度的弯曲运动，获得如果一个磁场梯度施加在整个晶体烧孔过程中，所得到的光-机耦合强度是足够的观察量子特性，如零点振动。
2016-12-17 quant-ph
Dynamic dissipative cooling of a mechanical oscillator in strong-coupling optomechanics
介观机械谐振器的冷却是腔光学力学中的主要问题。在这里，在强光机耦合制度，我们建议动态控制腔耗散，这是能够显着加快冷却过程，同时强烈抑制加热噪声。此外，动态控制能够克服量子反作用，并将冷却极限降低几个数量级。动态耗散控制提供了新的见解裁剪的光-机相互作用，并提供了探索宏观量子物理的前景。
2013-03-15 physics.optics quant-ph
Canonical averaging of the equations of quantum mechanics
将薛定谔方程表示为经典的哈密顿系统，可以在经典和基于正则变换理论的量子力学中建立统一的微扰理论，并得到薛定谔方程精确近似解的亲和度的渐近估计
2005-10-17 quant-ph
Spectra of magnetic chain graphs: coupling constant perturbations
我们分析了一个量子图的光谱性质的形式与$δ$耦合的顶点暴露在一个均匀的磁场垂直于图形平面的环链。我们发现的情况下，当链表现出平移对称的带谱和研究的离散谱的间隙中所产生的改变有限数量的顶点耦合常数。特别地，我们详细讨论了一些例子，如一个或两个顶点的扰动，弱扰动渐近性，和一对遥远的扰动。
2014-12-18 math-ph math.MP math.SP
Cavity-mediated coupling of mechanical oscillators limited by quantum backaction
一个复杂的量子系统可以通过简单的量子元素相互耦合来构建。例如，俘获离子或超导量子比特可以通过库仑相互作用耦合，通过虚光子的交换来介导。或者，量子物体可以通过交换实光子来耦合，特别是当在谐振器内驱动时，谐振器放大了与单个电磁模式的相互作用。然而，在这样的开放系统中，耦合信道传送量子信息或产生纠缠的能力可能受到损害。在这里，我们实现了两个空间分离的，近基态的机械振荡器之间的相位相干相互作用的驱动光学腔。我们还观察到的光耦合，这导致在相关的两个振荡器的机械波动所赋予的噪声。实现量子反作用占主导地位的制度打开了大门，许多应用腔光学力学与复杂的机械系统。因此，我们的结果说明了量子物体与光耦合的潜力和挑战。
2015-05-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Perturbative results for fractional quantum mechanics
Service de Physique Nucléaire et Subnucléaire, Université de Mons, UMONS Research Institute for Complex Systems（核与亚核物理服务处，蒙斯大学，UMONS复杂系统研究所）
研究动能略微偏离标准非相对论形式的分数阶薛定谔方程，通过微扰理论和包络理论处理谐振子和开普勒问题，两种方法结果吻合，为多体系统提供可能发展方向。
2026-10-01 quant-ph
Strong magnetic coupling between an electronic spin qubit and a mechanical resonator
我们描述了一种技术，使一个强大的，相干耦合与金刚石中的氮空位杂质和磁化纳米机械谐振器尖端的量子化运动的单个电子自旋量子比特之间。这种耦合是通过精心准备修饰的自旋态来实现的，修饰的自旋态对共振器的运动高度敏感，但对来自核自旋浴的扰动不敏感。结合光学泵浦技术，自旋和运动激发之间的相干交换使得能够实现基态冷却和可控地产生共振器状态的任意量子叠加。光学自旋读出技术提供了一个通用的测量工具箱的谐振腔与量子有限的精度。
2008-06-23 cond-mat.other quant-ph
Strain coupling of a mechanical resonator to a single quantum emitter in diamond
混合量子器件的最近成熟已经导致各种各样的量子系统的功能的显著增强。特别地，利用机械谐振器进行操纵和控制已经扩展了二能级系统在量子信息科学和量子传感中的使用。在这封信中，我们报告的单片混合量子器件，其中与金刚石悬臂梁的共振振动相关的应变场动态控制金刚石中的单个氮空位（NV）缺陷中心的光学跃迁。我们定量表征应变耦合到NV中心的轨道状态，并与机械驱动，我们观察到NV应变耦合超过10 GHz。此外，我们使用这种应变介导的耦合匹配的两个空间上分离的和最初可区分的NV中心的零声子线的频率和偏振依赖性。这里展示的实验标志着朝着设计能够实现和探测机械谐振器，自旋系统和光子的非经典态动力学的量子器件迈出了重要的一步。
2016-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of Brillouin optomechanical strong coupling with an 11 GHz mechanical mode
实现与高频声子的腔-光机强耦合为量子技术的发展提供了丰富的途径，包括量子态转移、存储和转导，以及使宏观声子自由度的几个基础研究成为可能。然而，实现这种与GHz机械模式的耦合已被证明是具有挑战性的，其中一个突出的障碍是许多材料中的材料和表面诱导的光学吸收。在这里，我们规避这些挑战，并报告观察光学机械强耦合到一个高频率（11 GHz）的熔融石英回音壁微谐振器通过电致伸缩布里渊相互作用的机械模式。使用光外差检测方案，反斯托克斯光从谐振腔背散射测量和正常模式分裂和避免交叉观察记录的光谱，提供明确的签名强耦合。通过使用辅助泵浦共振，光机械耦合率达到高达$G/2π= 39 \ \text{MHz}$的值，其中耦合主导光学（$κ/2π= 3 \ \text{MHz}$）和机械（$γ_\text{m}/2π= 21 \ \text{MHz}$）振幅衰减率。我们的发现为利用光和声进行光量子控制提供了一种很有前途的新方法。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Small Denominators, Frequency Operators, and Lie Transforms for Nearly-Integrable Quantum Spin Systems
基于先前提出的作用量算符和量子可积性的概念，在完全量子力学环境中引入了频率算符。它们在概念上是有用的，因为可以给出酉微扰理论的新公式。当计算量子自旋系统时，发现这个变体在形式上等价于应用于由经典自旋组成的近可积系统的正则微扰理论。特别是，它成为可能的定位量子力学算符值等效的频率reflector可能会导致发散的经典微扰系列。这里建立的结果链接的概念量子力学可积性的技术问题，即特定的微扰系列的行为。
1996-02-05 chao-dyn nlin.CD quant-ph
Resonant driving of a single photon emitter embedded in a mechanical oscillator
将微观机械谐振器耦合到纳米级量子系统使得能够经由量子系统控制机械谐振器，反之亦然。耦合通常通过机械谐振器的功能化来实现，但这会导致额外的质量和耗散通道。另一种选择是基于应变的固有耦合。我们在这里采用单片半导体系统。纳米尺度的量子系统是一个量子点;机械谐振器是一个微观喇叭，它同时优化了机械和光子特性。量子点跃迁是共振驱动的。通过共振荧光，我们观察到机械布朗运动，即使在4 K，并证明耦合到不同类型的机械模式。我们确定了一个机械模式的协同比大于1。我们分析表明，位移测量的海森堡极限可以达到与嵌入式两能级系统的情况下，变换有限的光发射器与完美的光子检测。我们认为，操作接近海森堡极限是可以实现的最先进的量子点设备。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum mechanics in general quantum systems (I): Exact solution
从结合Feynman路径积分精神和Dyson级数核的思想出发，我们得到了时间演化算子的一种显式的一般形式，即一个$c$ -数函数和一个包含未扰动Hamilton表象中所有阶近似的扰动幂级数.在此基础上，我们得到了一般量子系统中与时间无关的薛定谔方程的精确解。通过与已有的微扰理论的比较，阐明了本文精确解的一些特点和意义。结果表明，在任意阶近似下，我们的精确解与通常的与时间无关的微扰理论都是一致的，它用非微扰方法明确地计算出了未微扰态的展开系数，并从含时微扰理论的角度完整地求解了未微扰哈密顿表象中末态展开系数的递推方程.同时，还给出了vonNeumann方程的精确解。我们的结果可以被认为是量子动力学理论的发展，对理解一般量子系统的动力学行为和相关问题在理论和应用上都有帮助。我们的精确解及其在微扰论[王安民，quant-ph/0611217]和开放系统动力学[王安民，quant-ph/0601051]中的系列研究，可以用来建立一般量子系统中量子力学的理论公式.我们的精确解在量子理论中的进一步应用是可以预期的。
2006-11-22 math-ph math.MP quant-ph
Quantum mechanics in general quantum systems (II): Perturbation theory
在与时间无关的一般量子系统中，我们基于我们的精确解[王安民，quant-ph/0611216]提出了一个改进的微扰理论方案.我们的基本出发点是尽可能晚地引入扰动参数。我们的主要技巧是哈密顿重分，以克服通常的微扰理论的缺陷，和微扰哈密顿矩阵乘积分解，以分离的收缩和反收缩条款。我们的计算技术是消除明显分歧的极限过程。我们的中心思想是“动力学重排和求和”，因为我们的扰动解吸收了高阶甚至所有阶近似的部分贡献。从而得到了零阶、一阶、二阶和三阶摄动解的改进形式，吸收了高阶甚至所有阶摄动近似的部分贡献.然后推导出改进的转移概率。特别地，我们提出了修正的费米黄金法则。此外，我们应用我们的方案得到了微扰能量和微扰态的改进形式。此外，我们研究了一个简单的两态系统的例子来说明我们的方案，并显示其优点。所有这些都暗示了我们改进的微扰理论方案实际上是可计算的、操作有效的、最终更准确的物理原因和证据。我们的改进方案是我们的精确解的进一步发展和有趣的应用，它已被成功地用于研究开放系统动力学[安民王，quant-ph/0601051]。
2006-11-22 math-ph math.MP physics.atom-ph
Quantum mechanics in general quantum systems (III): open system dynamics
本文在对一般量子系统量子力学系列研究的基础上，研究了开放系统动力学的精确解、微扰理论和主方程[王安民，quant-ph/0611216和quant-ph/0611217]。在系统-环境分离表示下，得到了开放系统动力学的显式通解，由于它包含了扰动的所有阶近似，因此是精确解。根据微扰的截断近似和我们改进的微扰理论方案，导出了吸收高阶甚至所有阶近似部分贡献的开放系统微扰解的改进形式。此外，仅在分解的初始条件下，提出了包含所有阶近似的精确主方程。相应地，给出了不同于已有主方程的摄动主方程及其改进形式。特别地，在不使用Born-Markov近似的情况下导出了Redfield主方程。在Milburn模型下，得到了开放系统动力学的解.作为例子，研究了两态开放系统的Zurek模型及其在两个横场下的推广。
2006-11-26 cond-mat.other math-ph math.MP
