Quantum Phase Transitions in a Generalized Dicke Model
本文研究两个自旋系综与单模玻色场耦合的广义Dicke模型，发现铁磁与反铁磁相互作用分别促进和抑制超辐射相，并通过Holstein-Primakoff变换及能隙闭合、纠缠熵发散等量子效应验证了相变。
2023-10-29 quant-ph
Simulating the Dicke Model on Qubit-Based and hybrid Qubit-Boson-Based Quantum Computers
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；KAIST（韩国科学技术院）；Heidelberg University（海德堡大学）
研究在基于量子比特和混合量子比特-玻色子的量子计算机上模拟迪克模型，开发变分框架，该模型能再现迪克模型临界行为，还引入变分假设减少量子资源，为集体光与物质系统变分量子模拟建立框架并为模拟自旋-玻色子模型提供途径。
2026-07-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.comp-ph
Chaos and Thermalization in the Spin-Boson Dicke Model
我们提出了一个详细的分析自旋玻色子迪克模型中的混沌和热化的发病之间的联系。该系统具有两个自由度的经典极限，并呈现规则和混沌区域。我们的研究的本征态期望值和非对角元素的光子数和激发原子数的分布验证了对角和非对角本征态热化假设（ETH）在混沌区域，从而确保热化。ETH的有效性反映了本征态的混沌结构，我们用von Neumann纠缠熵和Shannon熵证实了这一点。我们对Shannon熵的研究结果也证明了在研究Dicke模型的无界谱时，所谓的“有效基”优于广泛使用的Fock基.有效的基础，使我们能够获得更多的收敛状态比什么可以达到与Fock基础。
2023-01-13 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Scaling behavior in the adiabatic Dicke Model
我们分析了一组$N$ -二能级系统与玻色子模在绝热区相互作用时的量子相变。通过Born-Oppenheimer近似，我们得到了许多物理观测量的有限尺寸标度展开，特别是系统的纠缠量.
2006-05-15 quant-ph
Path integral approach to the full Dicke model with dipole-dipole interaction
我们考虑了由单个玻色子模和一个$N$全同二能级原子系综组成的全Dicke自旋玻色子模型，原子间存在偶极-偶极相互作用，原子间的共振和反共振相互作用项具有不同的耦合.假设该系统是在热平衡与温度$β^{-1}$的水库，我们计算的自由能在热力学极限$N\rightarrow\infty$在鞍点近似的路径积分，并确定超辐射相变的临界温度。在零温极限下，我们恢复了文献中提出的量子相变的临界耦合。
2011-07-14 hep-th quant-ph
Connecting nth order generalised quantum Rabi models: Emergence of nonlinear spin-boson coupling via spin rotations
我们建立了一个近似等价的广义量子拉比模型和它的第n阶对应的自旋玻色子相互作用是非线性的，因为它们包括一个同时交换的$n$玻色子激发。虽然这些模型之间不存在酉变换，但我们证明了它们在很宽的参数范围内与良好近似的等价性。这表明，非线性自旋-玻色子耦合，即n阶量子拉比模型，可以通过简单地添加自旋旋转和适当的变换后，玻色子和自旋模式之间只有线性耦合的量子系统。此外，我们的结果提示新的近似解析解的量子拉比模型的动力学在超强耦合制度，改善以前的方法。
2018-10-01 quant-ph
Generalised Hong-Ou-Mandel Experiments with Bosons and Fermions
HOM（Hong-Ou-Mandel）倾角在近年来的线性光学实验中起着重要的作用。它对光子量子计算至关重要，可用于检验单光子源和线性光学装置的质量。在本文中，我们考虑广义HOM实验与$N$玻色子或费米子同时通过一个对称的贝尔多端口分束器。结果表明，对于偶数个玻色子，在输出端口的符合探测中自然发生HOM下降。相比之下，费米子总是单独离开装置，表现出完美的符合检测。我们的结果可以用来验证或利用粒子的量子统计实验。
2005-05-11 quant-ph
Collective decay of interacting bosons
Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；ICFO—Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；Department of Mathematical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学数学科学系）；Department of Physics, University of Basel（巴塞尔大学物理系）；Google Quantum AI（谷歌量子人工智能）
研究相互作用玻色子模式在完全对称集体衰变下的辐射动力学，发现强相互作用下类似Dicke超辐射，弱相互作用下出现亚辐射交叉，并基于置换对称性提出解析和数值方法。
2026-06-04 quant-ph
Ground State Instabilities and Entanglement in the Detuned Dicke Model
本文研究了自旋玻色子模型的基态不稳定性。在双自旋系统中，对于任意失谐量，解析地给出了序列基态不稳定性的存在。在这个模型中，在有限系统中发现了额外的并发不连续性（纠缠度量），这在非共振模型中没有出现。上述结果通过包括额外的玻色子模式而保持不变。此外，通过引入额外的模式，我们发现即使在弱耦合的情况下，也可以获得并增强基态纠缠。
2006-09-13 quant-ph
Classical and Quantum Properties of the Spin-Boson Dicke Model: Chaos, Localization, and Scarring
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学核科学研究所）；Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学应用数学与系统研究所）；CAMTP - Center for Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Maribor（马里博尔大学应用数学与理论物理中心）；Center for Theoretical Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院理论物理中心）；Department of Physics, University of Connecticut（康涅狄格大学物理系）；Departamento de Física, Cinvestav（墨西哥国家科学技术研究中心物理系）；Departamento de Física, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa（墨西哥自治都市大学伊萨帕拉帕校区物理系）；Facultad de Física, Universidad Veracruzana（韦拉克鲁斯大学物理学院）
回顾迪克模型从20世纪50年代至今在量子多体物理中的发展，重点探讨其经典与量子视角下混沌、局域化和疤痕等特性及现象，还提及开放迪克模型的进展。
2026-07-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
Husimi distribution and phase space analysis of Dicke model quantum phase transition
提出了自旋-玻色子相互作用Dicke模型中量子相变的相空间分析的Husimi分布。我们表明，反参与比和Wehrl熵的Husimi分布给出了尖锐的签名的量子相变。分析已完成使用两个框架：数值处理和分析变分近似。此外，我们还提出了一个新的Dicke模型量子相变的变分方法的Husimi分布的零点的特点。
2014-09-19 quant-ph
Variational non-gaussian approach to interacting spin-boson models
University of Warsaw（华沙大学）；Emory University（埃默里大学）
该研究针对相互作用自旋玻色子模型模拟受限问题，采用混合变分框架，在非高斯变分流形中捕获相关量，经自洽能量最小化循环及DMRG求解，在不处理光子场时获精确基态解，降低键维度。
2026-07-21 quant-ph
Quantum phases of a multimode bosonic field coupled to flat electronic bands
研究了多模玻色场与两个平坦电子带间跃迁耦合系统的量子相位。在文献中，这样的系统通常使用单模或多模Dicke模型建模，导致预测超辐射量子相变足够大的耦合。我们发现，这些系统的物理是显着丰富的比以前预期的，与系统之间的连续插值迪克模型表现出超辐射量子相变和量子拉比模型没有相变。
2013-04-17 cond-mat.str-el quant-ph
Critical Property of Geometric Phase in the Dicke Model
利用Holstein-Primakoff变换和热力学极限下的玻色子展开方法，解析地得到了Dicke模型的基态能级和相应的几何相位.利用含时么正变换，导出了光子场诱导的非绝热几何相位。结果表明，以几何相位的非解析性为特征的量子相变具有显著的一级性质。我们还研究了临界点处几何相位的标度行为，这可以在实际实验中测量，以检测量子相变。
2006-08-28 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
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
Zeeman polaritons as a platform for probing Dicke physics in condensed matter
本文提出利用Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$中顺磁自旋系综与相干光模式的超强耦合形成Zeeman极化激元，证明有限能级的自旋-玻色系统比玻色-玻色系统更契合Dicke模型，为探测超强耦合光-物质现象提供了更优平台。
2024-09-25 cond-mat.other 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
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
The Open-System Dicke-Model Quantum Phase Transition with a Sub-Ohmic Bath
我们证明了在阻尼驱动的开放系统中，量子相变的临界指数由库的谱密度函数决定。我们考虑Dicke模型的开放系统变体，其中驱动玻色子模式和大的N-自旋耦合到零温度下的独立储层。临界指数，如果没有自旋浴耦合，则为$1$，当自旋耦合到亚欧姆储存器时，其降低到1以下。
2015-03-16 physics.atom-ph quant-ph
Quantum multifractality as a probe of phase space in the Dicke model
本研究以自旋-玻色子迪克模型为对象，通过分析相干态在能量本征基中的多重分形行为，揭示其反映的经典相空间结构细节，证明多重分形分析可作为检测相空间变化的灵敏工具，补充经典研究方法。
2025-08-26 nlin.CD quant-ph
Entanglement, chaos and atomic Wigner function of the Dicke model
在大量二能级原子的情况下，计算了单模Dicke模型的原子（自旋）维格纳函数。这个准概率函数在布洛赫球上的动力学使我们能够可视化玻色子和自旋子系统之间纠缠过程的后果。这种研究表明，相对于极和方位布洛赫球角的自旋态的一个独特的本地化行为。一个完整的{ \em故障的反射对称性}的方位角示出在不可积的情况下，即使在很短的演化时间。在经典混沌情况下，给出了Wigner函数{ \em sub-planck结构}的出现，并分析了它的演化.
2005-07-04 quant-ph
Single-Bubble Sonoluminescence as Dicke Superradiance at Finite Temperature
声致发光是一种利用强声场在液体中产生光的过程。我们将声致发光解释为从普通荧光到超辐射相的相变。考虑由单个玻色子模和$N$全同二能级原子系综组成的自旋玻色子模型。我们假设整个系统与温度为$β^{-1}$的储层处于热平衡。我们表明，在一个超强耦合制度，两个能级的原子和电磁场之间，它是可能有一个合作的相互作用的气体分子在内部的气泡与字段，产生声致发光。
2014-08-18 cond-mat.mtrl-sci hep-th quant-ph
Nonlinear dynamics of the dissipative anisotropic two-photon Dicke model
研究了具有耗散玻色子场的各向异性双光子Dicke模型的半经典极限，描述了其丰富的非线性动力学。除了正常和“超辐射”的相位，局部不动点的存在反映了封闭系统哈密顿量的频谱崩溃。通过超辐射不动点和正常不动点的Hopf分支，在一定的参数范围内形成极限环。我们还确定了由各向异性和一个区域的混沌动力学，这似乎是从级联的倍周期分岔引起的极翻转过渡。在混沌区，对称吸引子发生碰撞和碎裂。在整个相图中，我们发现了几个相共存的例子，导致相空间分割成不同的吸引盆地。
2022-07-13 quant-ph
Virtual Processes and Superradiance in Spin-Boson Models
我们考虑由单个玻色子模和$N$全同二能级原子系综组成的自旋玻色子模型。研究了玻色子模和原子之间的耦合产生实过程和虚过程的情况，其中整个系统与温度为$β^{-1}$的储层处于热平衡。研究了三种不同模型中从普通荧光到超辐射相的相变。首先研究了玻色模与$j-th$原子通过赝自旋算符$σ^{,z}_{(j)}$耦合的模型。其次，我们研究了广义Dicke模型，在单模玻色子场与环境之间引入了不同的耦合常数，分别为旋转项和反转项的$g_{1}$和$g_{2}$。最后，它被认为是一个修改版本的广义Dicke模型与强度依赖耦合的旋转条款。在第一个模型中，零模有助于使正则熵在低温下为负值。最后两个模型提出了相变，即使只考虑产生虚拟过程的哈密顿项。
2008-07-03 quant-ph
Quantum chaos and thermalization in the two-mode Dicke model
我们讨论了双模Dicke模型中量子混沌和热化的发生，该模型描述了自旋系综和两个玻色子模之间的偶极相互作用。双模Dicke模型表现出正常的超辐射量子相变与自发破缺的离散或连续对称。我们研究的行为的保真度的时间顺序相关器来自Loschirst回波信号的量子阶段的模型，并表明其指数增长不能在一般情况下的经典不稳定点。此外，我们发现在双模Dicke模型中观察到的集体自旋很快饱和到其长时间平均值，并且即使对于少量的自旋，其对角系综平均值和微正则平均值之间也显示出非常好的一致性。我们发现，在其平均值附近的集体自旋观测的期望值的时间波动是小的，并与有效系统的大小，这导致热化的自旋系统的减少。
2022-07-13 quant-ph
Excited-State Quantum Phase Transitions in Dicke Superradiance Models
在半经典极限下，我们导出了一类Dicke超辐射模型中与激发态量子相变有关的各种物理量的解析结果。基于对Dicke态的配分和的计算，我们讨论了态密度导数的奇异行为，并发现了在任意能量下的平均（原子）反转和玻色子（光子）数及其涨落等观测量.临界性取决于能量和一个参数，量化的相对重量的旋转与反旋转条款，我们发现一个密切的类比对数和跳跃型非解析已知的Lipkin-Meshkov-Glick模型。
2013-06-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dicke model semiclassical dynamics in superradiant dipolar phase in the 'bound luminosity' state
本文解析求解了Dicke模型在超辐射态下的半经典动力学方程，用雅可比椭圆函数描述振幅演化，并揭示了“束缚光度”效应中能量在原子与光子凝聚体间的周期性转换。
2023-09-21 quant-ph
The Husimi distribution, the Wehrl entropy and the superradiant phase in spin-boson interactions
我们研究了场-物质相互作用的Dicke模型中基态的Husimi分布，以可视化相空间中从正常到超辐射的量子相变。我们遵循精确的数值和变分分析，而不使用通常的Holstein-Primakoff近似。我们发现，Wehrl熵的Husimi分布提供了一个指标的急剧变化的对称性槽的临界点。此外，我们还注意到Husimi分布的零点表征了Dicke模型的量子相变.
2014-09-19 math-ph math.MP quant-ph
Interference of composite bosons
我们研究多玻色子干涉。一个哈密顿量，把成对的玻色子作为一个单一的复合玻色子。这个哈密顿量允许两对玻色子相互作用，就好像它们是两个单独的复合玻色子。我们发现，这导致复合玻色子表现出新的干涉效应，如Hong-Ou-Mandel干涉。然后，我们调查两个一般的复合玻色子之间的干扰的情况下的形式主义的推广。最后，我们展示了如何在双原子Dicke模型中实现复合玻色子之间的干涉。
2010-03-25 quant-ph
Quantum simulation of thermalization dynamics of a nonuniform Dicke model
Tsinghua University（清华大学）；Chizhi Institute, Shanghai（上海智识研究所）；HYQ Co., Ltd.（HYQ有限公司）
本文通过二维晶体中最多200个离子的量子模拟，研究了非均匀迪克模型中少自旋可观测量和多自旋分布对空间非均匀性的敏感性，并通过测量选定离子组的子系统熵来检验热化动力学。
2026-05-11 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
Dissipation-induced bistability in the two-photon Dicke model
迪克模型是一个典型的量子光学模型，描述了一组两能级系统与单个玻色子模的相互作用。该模型的有效实施使得有可能观察到超辐射的出现，即，光与物质相互作用的集体性质所产生的合作现象。通过油藏工程和模拟量子模拟技术，目前的实验平台不仅允许我们实现Dicke模型，而且还允许我们设计更多的奇异相互作用，如双光子Dicke模型。在哈密顿的情况下，该模型提出了一个有趣的相图，其特征在于两个量子临界：超辐射相变和光谱崩溃，即，离散的能级合并成一个连续的带。在这里，我们研究量子比特和光子耗散的相变和不稳定性引起的光谱崩溃的影响。使用平均场解耦近似，我们解析地获得了对称性破缺信号的观测值的稳态期望值，确定了从正常到超辐射相的一阶相变。我们的稳定性分析揭示了一个非常丰富的相图，其特点是稳定，稳定和不稳定的阶段取决于耗散率。
2019-11-26 quant-ph
Phase and amplitude modes in the anisotropic Dicke model with matter interactions
本文研究含集体物质相互作用的各向异性 Dicke 模型，结合 Holstein–Primakoff 谱分析、半经典能量曲面和几何相位，揭示各向异性与物质相互作用导致的新型相位模、振幅模及临界现象。
2024-06-12 quant-ph
Dispersive Regimes of the Dicke Model
研究了$N$二能级原子与玻色模长时间相互作用系统动力学中的两个色散区。首先，我们分析了色散多量子比特量子拉比模型的制度，其中的量子比特频率是等于和小于模式频率，和耦合强度的值类似或大于模式频率，即深强耦合制度。其次，我们解决了依赖于光子数的相互作用，其中耦合强度与量子比特和模式频率的几何平均值相当。我们表明，相关的动态分析是易于处理的，并提供有用的框架，分析系统的行为。在深强耦合制度，我们揭示了结构的意外共振的特定值的耦合，目前为$N\ge2$，并在光子数依赖的制度，我们证明了所有的非平凡的动力学行为发生在原子的自由度为一个给定的Fock状态。我们验证了这些断言与量子比特人口和光子统计动力学的数值模拟。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Macroscopic Quantum States and Quantum Phase Transition in Dicke Models of Arbitrary Atom-Number
利用自旋相干态变换对角化玻色子场相干态中的有效赝自旋哈密顿量，用变分法解析地得到了任意原子数的Dicke哈密顿量在旋波近似和非旋波近似下的能谱.除了基态能量外，还发现了一个宏观激发量子态，分别对应于自旋相干态的南、北极规范。基态能量的计算结果表明，这些模型对任意数目的原子都表现出二阶零温量子相变，而这通常被认为是原子数趋于无穷大的热力学极限现象。分析了几何相的临界行为，在临界点处几何相不存在奇异性。
2011-11-22 cond-mat.other quant-ph
Path integral approach to the full Dicke model
全Dicke模型描述了$N$全同二能级原子与单模量子化玻色子场耦合的系统。该模型考虑了原子和玻色子场之间的旋转和反转耦合项，耦合常数分别为$g_1$和$g_2$。利用路径积分方法和泛函方法研究了该模型的有限温度性质。在热力学极限$N\rightarrow\infty$下，在某些临界温度和耦合常数下，体系表现出从正常相到超辐射相的相变。我们区分了三种特殊情况，第一种对应于旋转波近似的情况，即$g_1\neq 0$和$g_2=0$，第二种对应于$g_1=0$和$g_2\neq 0$，在这两种情况下模型具有连续对称性。最后一种情况对应于$g_1\neq 0$和$g_2\neq 0$的情况，即模型具有离散对称性。在每种情况下，相变都与其各自对称性的自发破缺有关。对于这三个特定的情况下，我们发现的配分函数在热力学极限的渐近行为，和系统在正常和superradiat阶段的集体光谱。对于旋转波近似的情况下，以及$g_1=0$和$g_2\neq 0$的情况下，在超辐射阶段，集体光谱具有零能量值，对应于Goldstone模式与连续对称性破缺的模型。我们的分析和结果在零温极限$β\rightarrow\infty$下是有效的，在零温极限下，模型表现出量子相变。
2010-11-12 quant-ph
Quantum fluctuations and correlations in open quantum Dicke models
在基态相变附近，量子关联可以表现出非解析行为和临界标度。这种紧急集体效应的特征在广泛的均衡环境中得到了广泛的研究。然而，在非平衡条件下，如在开放量子多体系统中发现的，表征相变附近的量子关联是具有挑战性的。此外，局域和集体耗散过程对量子关联的影响还没有得到广泛的理解。然而，这对于在诸如传感和计量学的技术应用中利用量子效应是必不可少的。在这里，我们认为作为一个范例设置的超辐射相变的开放量子迪克模型和特征的量子和经典的关联在相图。我们开发了一种量子涨落的方法，它使我们能够表明，当地的耗散，这不能在常用的Holstein-Primakoff近似处理，而出乎意料地导致集体量子关联的增强，并出现了一个非平衡的超辐射阶段，其中玻色子和自旋自由度的迪克模型纠缠。
2021-10-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
A detailed study on various phases in dissipative anisotropic Dicke model
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育与研究学院博帕尔分校）；Department of Theoretical Physics, J. Stefan Institute（约斯特·斯蒂芬研究所理论物理系）；Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校物理科学系）；Institut für Physik und Astronomie, Technische Universität Berlin（柏林工业大学物理与天文研究所）
本文研究了耗散各向异性迪克模型中不同相的特性，通过分析李雅普诺夫算子的本征值和本征向量，揭示了相变机制，并展示了耗散在稳定预热平台中的作用。
2026-01-15 quant-ph
Exploring adiabatic quantum dynamics of the Dicke model in a trapped ion quantum simulator
我们使用一个自组装的二维库仑晶体的$\sim 70$离子在存在一个外部的横向场工程师的量子模拟器的迪克哈密顿量。该哈密顿量具有自旋和玻色子自由度，它们分别由每个离子中的两个超精细态和晶体的质心运动模式编码。迪克模型的特点是量子临界点分离两个不同的阶段：超辐射（铁磁）和正常（顺磁）阶段。我们实验探索的协议，旨在化学制备超辐射基态，自旋玻色子猫态与宏观声子占领，这是非常适合于增强计量学和量子信息处理。我们从正常阶段开始，所有的自旋沿着一个大的横向场排列，并按照各种协议斜降穿过临界点的场。我们测量的自旋可观测量，无论是在实验中，并在我们的模拟，以表征系统的状态在斜坡结束。我们发现，在目前的操作条件下，一个最佳设计的斜坡是不足以实现显着的保真度与超辐射基态。然而，我们的理论研究表明，轻微的修改实验参数，以及适度减少退相干率和热噪声可以增加猫态保真度$\sim 75\%$的$N \sim 20$自旋。我们的研究结果开辟了一条道路，使用大合奏的囚禁离子作为强大的量子传感器和量子计算机。
2017-12-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Temporal Dynamical Quantum Phase Transition in Dicke Model with Trapped Ions
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
利用离子阱量子模拟器研究广义Dicke模型中的时间动力学量子相变，通过测量Loschmidt回波速率函数识别时间回折点，并探讨自旋耗散的影响。
2026-06-27 quant-ph
Dynamical signatures of quantum chaos and relaxation timescales in a spin-boson system
量子系统的经典对应物是混沌的，通常具有高度相关的本征值和水平统计，与完全随机矩阵的合奏一致。这些相关性的动力学表现形式是所谓的相关洞，它是生存概率时间演化的饱和点以下的一个凹陷。本文研究了自旋玻色子（Dicke）模型中的关联洞，该模型呈现混沌状态，可以在超冷原子和离子阱的实验中实现。我们推导出一个分析表达式，描述了整个演化的生存概率，并允许我们确定其放松到平衡的时间尺度。这个表达式与我们的数值结果非常吻合。虽然初始衰变和到达关联洞最小值的时间依赖于初始状态，但从关联洞到平衡的动力学是普遍的。我们发现，Dicke模型的生存概率的松弛时间线性增加系统的大小。
2019-05-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Eigenvalue-based determinants for scalar products and form factors in Richardson-Gaudin integrable models coupled to a bosonic mode
从可积$su(2)$（准）自旋Richardson-Gaudin XXZ模型出发，导出了耦合到玻色子模的可积自旋模型的若干性质.我们主要研究Dicke-Jaynes-Cummings-Gaudin模型和双通道$(p+ip)$波配对哈密顿量。在此引入了底层$su(2)$代数的伪变形，作为在不同Richardson-Gaudin模型的收缩极限下获得这些模型的一种方法。这允许构建完整的守恒电荷集，贝特安纳托里亚态，以及由此产生的理查森-高丁方程。对于这些模型，一个替代的和更简单的二次方程组可以找到的保守电荷的本征值。此外，最近提出的基于特征值的行列式表达式的重叠和形状因子的本地运营商扩展到这些模型，连接的Dicke-Jaynes-Cummings-Gaudin模型的结果与Richardson-Gaudin XXZ模型的一般结果。
2015-06-11 math-ph math.MP nlin.SI
Identifying the order of a quantum phase transition by means of Wehrl entropy in phase-space
提出了一种利用相空间中基态的面积测度来确定量子相变阶数的方法。我们通过分析量子尖点的著名例子，以及四种不同的范式玻色子模型：Dicke，Lipkin-Meshkov-Glick，相互作用玻色子模型和振子模型来说明我们的建议。
2016-10-12 quant-ph
Experimental observation of phase transitions of a deformed Dicke model using a reconfigurable, bi-parametric electronic platform
利用双参数电子平台实验实现了破坏宇称的形变Dicke模型，研究了基态动力学、相变、能量势阱不对称性及混沌发生，并构建了二维相图，验证了该平台的有效性。
2023-09-07 nlin.CD physics.class-ph quant-ph
Tunable Plasmonic Ultrastrong Coupling: Emulating Dicke Physics at Room Temperature
一个由N个二能级原子与光子场相互作用的系统可以描述为一个与光子场耦合的巨原子，其相互作用强度为~ N ^0.5。这种增强在量子光学中被称为Dicke协同性，最近已成为基于强光-物质耦合的量子信息技术中不可或缺的元素。在这里，我们扩展的耦合超出了标准的光物质相互作用的范例，模仿迪克合作在太赫兹元表面与N元原子。协同增强表现为物质-物质耦合的形式，通过在单个元原子中的局域表面等离子体共振和由于元原子的周期性阵列引起的表面晶格共振的杂交。通过改变阵列的晶格常数，我们观察到一个明确的反交叉行为，强耦合的签名。此外，通过在元原子中设计电容性分裂间隙，耦合率被协同地增强到N ^0.5倍的超强耦合区。这种室温技术可以作为一个方便的量子模拟器，模拟由单个玻色子场相干驱动的具有巨大偶极矩的量子比特的动力学。
2022-09-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Superradiant phase transition in a model of three-level-lambda systems interacting with two bosonic modes
本文研究了三能级粒子与两个玻色子模的相互作用系统。哈密顿量具有广义迪克模型的形式。我们表明，在热力学极限下，该模型支持超辐射量子相变。值得注意的是，这可以是一阶和二阶相变。还给出了相图与哈密顿量的对称性之间的关系。此外，我们表明，该模型可以描述原子与电磁场相互作用的微观哈密顿量包括抗磁贡献。即使原子系统的参数遵守Thomas-Reiche-Kuhn求和规则，系统仍然显示出超辐射相变。
2012-12-21 quant-ph
Higher symmetry breaking and non-reciprocity in a driven-dissipative Dicke model
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Challenge Institute for Quantum Computation, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校挑战量子计算研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究揭示了驱动-耗散迪克模型中高对称性破缺与非互易性行为，通过光机械响应分析，发现不同n值下的相图特征，包括对称性破缺超辐射相、非互易力导致的不稳定相及一阶相变。
2026-03-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Entanglement and Entropy in a Spin-Boson Quantum Phase Transition
利用Dicke（超辐射）哈密顿量研究了原子系综与单个玻色子场模相互作用系统的纠缠特性。该模型表现出量子相变和一个很好理解的热力学极限，允许识别量子和半经典的多体功能的纠缠行为。我们考虑原子与光场之间的纠缠，这一研究始于[N。兰伯特角Emary和T. Brandes，Phys. Rev. Lett. {\bf 92}，%073602（2004）]。在热力学极限下，我们给出了所有纠缠分块的精确结果，并观察到原子-场纠缠的对数发散和平均线性熵的不连续性。
2004-12-08 quant-ph
How to Measure the Quantum State of Collective Atomic Spin Excitation
原子系综的自旋态可以被看作是两个玻色子模式，即，量子信号模式和$c$编号的“局部极化器”模式，此时大量自旋1/2原子沿某一轴自旋极化并在该轴附近集中操纵。我们提出了一个具体的程序，确定自旋激发数分布，即，集体自旋态的Dicke基中的密度矩阵的对角元素。通过将集体自旋态看作是固有纠缠Dicke态的统计混合，阐明了其多粒子纠缠的物理图象。
2006-09-07 quant-ph
Magic Entropy in Hybrid Spin-Boson Systems
本文在相空间量子化框架下定义混合幻熵和互幻熵以量化自旋-玻色子系统的非经典资源，并开发Monte Carlo数值方案，成功应用于检测Dicke模型相变及Jaynes-Cummings模型动力学。
2025-08-08 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Phase Diagrams of Matter-Field Hamiltonians II: Wigner Function Analysis
非经典态在量子计算和量子精密测量中具有实际意义。这些状态可以通过它们在某些区域的维格纳函数负性来检测。本文计算了单原子三能级广义Dicke模型的基态，并利用保真度准则确定了其相图的结构。我们还通过相应的约化密度矩阵计算了基态电磁模的维格纳函数，并在相图中显示了纠缠存在的区域。通过计算最大布雷斯距离表面，对连续相变进行了更细的分类。
2020-11-29 quant-ph
Entangled States and Super-radiant Phase Transition
Dicke自旋玻色子模型由单个玻色子模和$N$全同二能级原子系综组成。假设在温度$β^{-1}$的热平衡与水库，我们考虑的情况下，玻色子模式和原子之间的耦合产生共振和非共振过程。研究了该模型的热力学性质。接下来我们介绍原子间的偶极-偶极相互作用。研究了原子间偶极-偶极相互作用产生纠缠态的情况下，从荧光到超辐射的相变以及量子相变.我们证明了偶极-偶极相互作用的引入不会改变临界行为。
2009-09-09 quant-ph
Entanglement-enhanced quantum sensing via optimal global control with neutral atoms in a cavity
University of Strasbourg and CNRS, CESQ and ISIS (UMR 7006), aQCess（斯特拉斯堡大学与法国国家科学研究中心，量子电子学与光谱学中心及强磁场综合光谱实验室）；Center for Engineered Quantum Systems, School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University（麦考瑞大学数学与物理科学学院工程量子系统中心）
本研究提出了一种利用最优全局控制制备纠缠态的协议，以提升量子传感的精度，克服光子损耗等噪声影响。
2026-01-23 quant-ph
