The limits of the rotating wave approximation in the electromagnetic field propagation in a cavity
在原子与辐射相互作用的旋波近似下，考虑了一维腔体内三个二能级原子与电磁场的相互作用。三个原子中的一个最初处于激发态，另外两个处于它们的基态。数值计算了受激原子自发辐射场与第二个原子散射场的传播过程，以及第二个原子和第三个原子的激发几率。从原子与光场相互作用中的相对论因果关系的角度对所得结果进行了分析。我们表明，当使用RWA，相对论因果关系，只有当在现场频率的积分扩展到$-\infty$，相反，非因果的尾巴仍然存在，即使场模式的数量增加。这清楚地表明了RWA在处理诸如原子-场相互作用中的相对论因果关系等微妙问题时的局限性。
2005-12-18 quant-ph
Temporal factorization of a non-stationary electromagnetic cavity field
针对匀速运动腔镜导致的非稳态电磁腔场，本文通过含时幺正变换将有效哈密顿量因式分解为含时函数与不含时算符之积，给出形式解，并证明光子产生受速度相关有效温度的普朗克因子限制。
2023-09-20 quant-ph
Electromagnetic control of nonclassicality in cavity QED system
研究了单原子腔QED系统中电磁场对出射光场非经典性的控制。通过对能量本征值和本征态的研究，我们发现本征态类似于本征态的Jaynes-Cummings阶梯，并且可以被外控制场光学控制。将控制场频率调谐到单光子共振频率，我们发现在单光子共振频率下，可以观察到出射光场的超聚束行为。我们还证明了存在一个魔控制场强度，在这个强度下双光子阻塞现象可以得到显著改善。特别是，通过改变控制场的强度，可以将出射场的非经典性从量子态调整到经典态。本文的工作为控制出射光场的统计特性提供了一种光学方法，对非经典光的产生、量子门操作和奇异量子态的产生具有重要意义。
2018-05-11 quant-ph
Information dynamics in cavity QED
在腔量子电动力学（QED）中，一个普通的实验装置是由一个二能级原子与光腔中的单模电磁场相互作用组成的。腔体由外部驱动，输出通过零差测量连续监测。我们推导出最佳速率的公式，在这些测量提供有关（i）的量子态的原子和电磁场组成的系统，和（ii）原子和场之间的耦合强度的信息。我们发现，这两个信息率是相关的。
2003-05-09 quant-ph
Quantum dynamics of open many-qubit systems strongly coupled to a quantized electromagnetic field in dissipative cavities
研究了在费米子和腔光子同时存在消相干和耗散的情况下，与量子化电磁腔模强耦合的多量子比特系统的量子动力学。在Lindblad近似下，导出了一类开放量子系统的解析解.它们包括相同的量子位，具有广泛的跃迁频率分布的量子位系综，以及多能级电子系统。利用态矢量的随机演化方程，得到了含时量子态振幅和可观测量的简洁解析解。我们发现，依赖于初始量子态的准备，系统可以演变成各种各样的纠缠态与量子比特之间的相消或相长干涉。特别地，腔中的耗散可以驱动系统进入与腔模式完全解耦的暗态。我们还发现了具有宽跃迁频率分布的多电子系统作为一个巨大的集体偶极与量子化腔场耦合的机制。
2021-08-30 quant-ph
Cavity-output-field control via interference effects
我们展示了干涉效应是如何操纵输出电磁场的光学微谐振器在良好的腔限制。感兴趣的系统包括在一个中等强泵浦两级发射器嵌入在光学腔。当相同频率的附加较弱激光通过谐振器的反射镜之一来泵浦组合系统时，输出腔电磁场可以几乎完全被抑制或增强。这是由于强泵浦原子进入腔模后的散射光与入射的弱激光场发生干涉的结果。该结果同样适用于光子晶体环境。
2014-10-25 quant-ph
Squeezing and photon distribution in a vibrating cavity
在理想的一维Fabry-Perot谐振腔中，当谐振腔的振动频率接近于基本无扰电磁模的倍频时，我们得到了真空态或热态下由于Casimir效应激发的电磁场模的正交方差和光子分布函数的解析表达式.
1999-08-12 quant-ph
Electromagnetic field quantization in a magnetodielectric medium with external charges
通过用两个独立的量子场对磁介质进行建模，对填充线性磁介质并存在外部电荷的立方腔体内的电磁场进行量子化。介质的电、磁极化密度由介质的梯形算符和腔的本征模定义。从海森堡方程出发，采用最小耦合方法，得到了介质的麦克斯韦方程和本构方程，以及带电粒子的运动方程。作为该模型的应用，根据磁介质的电磁兼容性和立方腔的格林函数计算了嵌入磁介质中的二能级原子的自发发射。
2007-12-07 quant-ph
Photon generation in an electromagnetic cavity with a time-dependent boundary
本文报道了在含时边界条件下微波腔中光子产生的观测结果。我们的系统是一个微加工的四分之一波长共面波导腔。利用超导量子干涉器件的可调谐电感改变腔的电长度。它是在量子状态下测量的，其中温度明显低于谐振频率（~ 5 GHz）。当长度调制在约两倍的静态谐振频率，观察到的腔场的自发振荡。时间分辨测量的腔的动态显示多个稳定状态。理论很好地描述了这种行为。动态卡西米尔效应的连接进行了讨论。
2010-06-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Generation of maximally entangled states of two cavity modes
本文提出了一种制备两个腔模最大纠缠态的方案，它使我们能够以相当简单的初态制备来制备完整的Bell基态。进一步研究了高Q腔中二能级原子与双模电磁场的相互作用。二能级原子作为控制量子比特，双模电磁场作为目标量子比特。这个简单的量子电动力学系统为我们提供了实验上可行的通用量子逻辑门。
2008-05-03 quant-ph
Photon creation in a spherical oscillating cavity
我们研究了在一个完美的传导，球形振荡腔中的光子产生。腔体内的电磁场由两个满足Dirichlet和广义Neumann边界条件的标量场描述。作为第一步，我们分析了两个标量场的动态Casimir效应。然后，我们考虑完整的电磁情况。还讨论了电磁场的角动量守恒，表明腔内的光子是以单重态产生的。
2006-07-04 hep-th quant-ph
Preparation of a three-photon state in a nonlinear cavity - quantum dot system
从理论上研究了半导体腔中量子点与电磁场相互作用以及两个连续的自发参量下转换（SPDC）过程产生的三光子态的性质.因此，我们考虑一个方案，涉及三种模式的电磁场，其频率由SPDC过程：$ω_0 \rightarrow ω_1 + ω_2$，和$ω_2 \rightarrow ω_1 + ω_1$。此外，我们研究了低激发制度，其中三光子状态是可访问的系统的动力学。
2013-10-24 quant-ph
Quantum Computation in a radio single mode cavity: the dissipative Jaynes and Cummings Model
本文考虑了真空态下Jaynes-Cummings系统与电磁场的相互作用，并通过求解动力学问题，分析了共同电磁库在二体系统（原子+腔模）中诱导的纠缠量。这使我们能够定量地描述该制度下，场致合作效应不消失的耗散。一旦达到无退相干区，瞬态纠缠趋于稳定，因此可用于量子门的实现。
2016-05-05 quant-ph
From Cavity Electromechanics to Cavity Optomechanics
我们提出了一个概述的实验工作，嵌入高Q介观机械振荡器在微波和光学腔。根据最近的进展，“腔量子力学“这一广阔领域的前景是非常现实的。这些系统引入介观机械振荡器作为新的量子资源，并且还固有地将它们的运动耦合到整个电磁波谱中的光子。
2010-10-19 quant-ph
Steady state diagram of interacting fermionic atoms coupled to dissipative cavities
University of Bonn（波恩大学）；University of Geneva（日内瓦大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
研究相互作用费米原子与耗散腔体的稳态相图，揭示了波动诱导的双稳态及有效温度对自组织转变的影响。
2025-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Electromagnetic-field quantization and spontaneous decay in left-handed media
我们提出了一个量子化方案的电磁场与原子系统的相互作用中存在的色散和吸收磁介质，包括左手材料具有负实部的折射率。应用该理论研究了位于自由空间球腔中心的二能级原子的自发辐射。大腔和小腔的结果，并在真实腔模型的局部场校正的问题得到解决。
2003-06-04 quant-ph
Two-atom dark states in electromagnetic cavities
研究了两个二能级原子与电磁谐振腔中单个阻尼模耦合时的质心运动。对于单原子初始激发和腔模处于真空态的情况，表明暗态的出现主导了原子的时间演化。在这些状态中，初始激发存储在内部原子自由度中，原子变得量子力学纠缠，几乎不受腔中光子损失的影响。在原子光学的Raman-Nath近似下和非Raman-Nath近似下，计算了暗态的各种性质。
1998-11-14 quant-ph
A maser based on dynamical backaction on microwave light
Braginsky的工作引入了辐射压力动态反作用，其中参数耦合到电磁模式的机械振荡器可以经历其刚度和阻尼率的变化。有限腔电磁衰减率可以导致机械振荡器的放大或冷却，并且特别地导致与机械振荡器的再生振荡相关联的参数振荡不稳定性，这是限制激光引力波干涉仪中的循环功率的效果。这些效应隐含地依赖于电磁腔，其耗散率大大超过机械振荡器的耗散率，这是大多数光机系统中自然满足的条件。在这里，我们考虑相反的限制，其中机械耗散被设计成主导电磁耗散，基本上颠倒了电磁和机械自由度的作用。因此，电磁场现在受到动态反作用：机械振荡器提供了一种反馈机制，可以修改电磁腔的阻尼率。我们描述了这种现象的精神Braginsky的原始描述，调用有限腔延迟和突出的耗散的作用。在以前的实验工作的基础上，我们证明了这种动态反作用在超导微波光机械电路的光。特别是，我们驱动系统以上的微波模式的参数不稳定性阈值，导致微波激射器的行动和演示注入锁定的微波激射器，稳定其频率，降低其噪声。
2017-05-18 quant-ph
Direct measurement of the Q-function in a lossy cavity
我们表明，Q-函数对应的电磁场在一个有损耗的腔可以直接测量通过一个简单的计划，因此允许的知识，尽管耗散的状态的字段。
2002-08-14 quant-ph
Dynamics of two interacting dipolar two-level systems in a multi-mode electromagnetic cavity: sudden death and revival of the entanglement within the Born-Markov approximation
École Normale Supérieure Paris-Saclay（巴黎萨克雷高等师范学院）；The University of Tokyo（东京大学）
研究多模电磁腔中两个相互作用的偶极二能级系统，借助玻恩 - 马尔可夫近似，找到系统密度矩阵表达式，推导稳态并发度，计算并发度时间演化，观察到突然死亡和复苏现象，还推导了XXZ耦合的相关方程和并发度。
2026-07-23 quant-ph
Quantum-limited amplification and parametric instability in the reversed dissipation regime of cavity optomechanics
腔光机械现象，如冷却，放大或光机械诱导的透明度，出现由于参数耦合的电磁和机械谐振器的耗散率的强烈不平衡。在这里，我们分析了反向耗散制度的机械能弛豫率超过电磁腔的能量衰减率。我们证明，这种机制允许电磁模式的机械诱导放大（或冷却）。增益，带宽，和增加的噪声，这种电磁放大器的推导和比较，在正常的耗散制度的放大。此外，我们还分析了参量不稳定性，即光机械布里渊激光，并将其与传统的光机械声子激光进行了对比。最后，我们提出了一个实验方案，实现了反向耗散制度，使用参数耦合和光学机械冷却与第二电磁模式，使量子限制放大。高Q超导微波谐振器的最新进展使反向耗散机制在实验上成为可能。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity mediated effective interaction between phonon and magnon
光磁学和光机学具有从可调谐光源到量子信息科学的光学操纵的各种应用。在这里，我们提出了一个声子和磁振子相互作用的混合系统，该系统可以通过基于辐射压力和磁光效应的电磁场进行调谐。研究了磁振子和声子在电磁场作用下的自能以及热噪声的影响。此外，借助于例外点的动力学包围，给出了混合系统的拓扑特征，并发现了这些包围下的手征特征。
2017-02-14 quant-ph
Electromagnetic fields in a 3D cavity and in a waveguide with oscillating walls
我们考虑三维（3D）腔和波导中的经典和量子电磁场，振荡边界频率为$Ω$。由参数共振产生的光子沿着振荡轴分布在$Ω/2 $周围的波数空间中。当经典波沿波导在一个方向上传播时，我们观察到原始波的放大和另一个波的产生在相反的方向上由侧壁的振荡。这可以理解为光子产生的经典对应物。在两个相对的墙壁以相同的频率振荡，但具有相位差的情况下，所示的干涉发生由于相位差的光子数和所产生的波的强度。
1997-10-27 hep-th quant-ph
Entanglement of transverse modes in a pendular cavity
本文研究了电磁场入射到具有振荡端镜的线性法布里-珀罗腔的横向结构中出现的现象。我们发现横模之间的量子关联可以被认为是它们纠缠的一个标志。
2001-01-19 quant-ph
Photonic realization of an electromagnetic cavity field with uniform mirror motion
Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理科学学院）；Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（国家天体物理学、光学和电子研究所）；Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学应用物理与先进技术中心）
该研究针对均匀线性运动下的电磁腔场，通过将玻色耦合项重新解释为辛代数生成元，提出光子实现方案，解决数学结果与物理范围的矛盾，实现双模压缩态并分析相关统计性质。
2026-10-14 quant-ph
On the Lorentz Boosted Parallel Plate Casimir Cavity
本文利用电磁场关联子研究洛伦兹助推下平行板卡西米尔腔的应力-能量张量，证明发散项在助推参考系中自动抵消并得到有限结果。
2023-12-01 quant-ph
Entanglement harvesting in the presence of cavities
Universität Ulm（乌尔姆大学）
研究在腔体中绝热耦合高斯探测器，揭示了腔体长度和电磁场奇偶性对纠缠提取的影响。
2026-01-23 quant-ph
Cavity-induced exciton localisation and polariton blockade in two-dimensional semiconductors coupled to an electromagnetic resonator
最近的实验已经证明了电磁纳米谐振器和二维半导体的原始片之间的强光-物质耦合，并且已经推测这些系统是否可以进入在少极化子水平下操作的量子区域。为了解决这个问题，我们提出了一个第一性原理微观量子理论的激子之间的相互作用的无限片的二维材料和局域电磁谐振器。我们发现，光-物质相互作用打破了对称性的，否则不稳定的系统，从而有效地产生一个本地化的激子模式，这是耦合到环境中的剩余激子模式。这种耗散耦合增加更严格的横向限制，我们的分析表明，这是一个潜在的挑战，在实现非线性激子激子相互作用。尽管如此，我们预测，极化激元封锁由于非线性激子-激子相互作用是触手可及的纳米谐振器耦合到过渡金属dichalcogenides，提供的横向谐振器模式限制可以足够小的非线性克服了极化激元退相声子相互作用所造成的。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Controlling Quasibound States in 1D Continuum Through Electromagnetic Induced Transparency Mechanism
研究了一维耦合腔阵列中单光子的相干散射过程，其中一个$Λ$型三能级原子被放置在阵列中的一个腔中，并表现为一个功能量子节点.我们表明，通过电磁感应透明（EIT）机制，$Λ$型的光量子阱具有完全控制入射光子沿腔阵列的反射和透射。我们还证明了在由两个相距较远的双光子晶体N作为两个端面镜构成的二次腔中，单光子准束缚态的出现，并以此为基础设计了具有量子相干性的全光单光子存储器件.
2008-09-17 cond-mat.other quant-ph
Resonant generation of electromagnetic modes in nonlinear electrodynamics: Quantum perturbative approach
本文基于纯量子场论研究了Euler-Heisenberg电动力学中封闭腔内高次谐波的共振生成，发现三量子合并过程振幅恒为零，而特定纵横比下的双量子散射过程振幅非零，支持了有效场论下的共振生成结果。
2023-10-19 hep-th physics.optics quant-ph
Thermodynamics of the Fermi gas in a cubic cavity of an arbitrary volume
本文研究任意体积立方腔内费米气体的热力学性质，通过考虑离散能级计算熵、能量、压强等特性，并分析低温尺寸效应及连续极限过渡。
2024-08-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Artificial electromagnetic field with cold atoms in two-dimensional optical lattice
我们提出了一个人工电磁场可以工程的背景下，冷费米子原子耦合到一个腔模通过双光子过程中的二维光晶格。驻波泵浦激光在一个空间方向上产生电效应，第二行波激光束产生垂直于晶格面的磁通量。在静态情况下，体谱类似于霍夫斯塔德蝴蝶的分形结构，边缘模谱表明量子霍尔相的发生。Keldysh公式被用来捕捉时间演化。原子与腔场之间的反作用给出了含时非平衡动力学的图像。我们发现，人工电磁场的自发产生激发了霍尔电流，在没有泵浦阈值的情况下产生了超辐射腔场。此外，磁通量不仅修改体拓扑结构，而且还驱动一系列动态相变。
2019-12-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Theory of Photon Condensation in a Spatially-Varying Electromagnetic Field
在空间均匀的量子腔场中实现平衡超辐射量子相（光子凝聚）被源于规范不变性的“不通过”定理所禁止。我们在这里表明，不去定理不适用于空间变化的量子腔场。我们发现其发生的标准，完全取决于静态的，非本地的轨道磁化率$χ_{\rm orb}(q)$，在腔光子动量$\hbar q$的电子系统（ES）的评价。只有满足Condon不等式$χ_{\rm orb}(q)>1/(4π)$的3DES才能产生光子凝聚。对于实验相关的情况下，二维（2D）ES嵌入准2D腔的标准再次涉及$χ_{\rm orb}(q)$，但也垂直尺寸的腔。我们使用这些考虑来确定理想的光子凝聚的电子特性。我们的理论是非微扰的电子-电子相互作用的强度，因此适用于强关联ES。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
An optomechanical platform with a 3-dimensional waveguide cavity
在低温下，微波腔通常优选用于各种系统的读出和控制。本文介绍了一种基于三维矩形波导腔的光机器件的设计和测量。我们表明，通过适当修改与腔基模对应的电磁场，等效电路电容可以降低至29 fF。通过将机械谐振器耦合到腔的修改的电磁模式，我们实现了43 $\%$的电容参与比。我们证明了一个光学机械的协同性，$C$ $\sim$ 40，其特征在于进行测量的光学机械诱导吸收（OMIA）的限制。此外，由于腔的两半之间的低阻抗环境，我们的设计具有在机械谐振器上并入DC偏置的灵活性，这通常是可调谐光机械设备中的期望特征。
2019-02-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Electrodynamics of graphene Landau levels in a deep-subwavelength hyperbolic phonon polariton cavity
JEIP, UAR 3573 CNRS, Collège de France, PSL Research University（法国高等科学研究所、巴黎文理研究大学）；ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那光子科学研究院、巴塞罗那科学技术研究院）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa（比萨大学物理系）；ICREA-Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats（加泰罗尼亚高级研究学院）
研究石墨烯Landau能级在深亚波长双曲声子极化子腔中的量子电动力学，探讨极化子的产生及共振量子真空效应与静电相互作用的区分，分析磁极化子与腔体电磁模式的混合效应。
2026-04-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrostatic nature of cavity-mediated interactions between low-energy matter excitations
本研究证明腔中低能物质激发间的有效相互作用本质为纯静电，由零频电磁格林函数完全描述，并指出单模或少模简化模型易产生误导。
2023-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
When Can a Cavity Move a Mott Transition? A Spectral-Density Criterion within Gutzwiller Theory
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究真空电磁涨落对体莫特转变的影响，基于古兹维勒变分方法推导判据，表明电磁环境需提供特定谱权重时莫特转变才移动，还通过多种方式验证了相关结果。
2026-07-27 cond-mat.str-el quant-ph
Tunable electromagnetic environment for superconducting quantum bits
我们介绍了一种装置，实现了一个可调的工程环境中的电路量子电动力学实验。我们用一个量子比特的具体例子来说明这个概念，量子比特在一个高品质因数的腔体中，该腔体与另一个包括电阻器的腔体电容耦合。作为耗散环境的电阻器的温度可以以明确定义的方式控制，以便根据需要为量子位提供热或冷的环境。此外，将超导量子干涉器件（SQUID）引入包含电阻器的腔中，提供了对该人工环境与量子位之间的耦合强度的控制。我们证明，我们的计划使我们能够强烈地耦合到环境中，使系统的快速初始化，并通过随后的调整的磁通量的SQUID，我们可以大大减少电阻量子位耦合，允许量子位不受阻碍地发展。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Atomic microwave-to-optical signal transduction via magnetic-field coupling in a resonant microwave cavity
原子蒸气提供了许多机会来操纵跨越宽范围的电磁波谱的电磁信号。这里，具有音频调制的微波信号通过利用原子微波-光学双谐振和由谐振高Q微波腔放大的磁场耦合来对光信号中的信息进行编码。使用这种方法，音频信号被编码为GHz载波中的幅度或频率调制，通过电缆或自由空间传输，通过腔增强的原子-微波相互作用解调，最后，光学检测以提取原始信息。这种原子腔信号转换技术提供了一种强大的手段，通过它在微波场和光场之间传输信息，所有这些都使用相对简单的实验装置，而无需有源电子器件。
2020-01-09 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
One-dimensional electron localization in semiconductors coupled to electromagnetic cavities
本文研究一维半导体在单模电磁腔中的局域化电导变化，利用修正的格林函数方法揭示Fano共振及浅束缚态能量抬升，从而增强低温电导。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
