Femtosecond two-photon photoassociation of hot magnesium atoms: A quantum dynamical study using thermal random phase wavefunctions
结合\textit{ab initio}量子化学和分子量子动力学，从第一性原理出发，研究了飞秒激光脉冲作用下热镁原子的双光子光缔合，产生电子激发的镁二聚体分子.这一理论框架允许合理化的产生分子振转相干从热原子[L。Rybak \textit{et al.}，物理评论快报。{ \bf 107}，273001（2011）]。采用无规相位热波函数来模拟热碰撞原子的热系综。比较两种不同基函数的选择，随机相位波函数建立的本征态被发现具有最快的收敛的光缔合产率。碰撞原子与飞秒激光脉冲的相互作用的非微扰建模占强场效应。
2013-10-31 physics.atom-ph quant-ph
Unraveling two-photon entanglement via the squeezing spectrum of light traveling through nanofiber-coupled atoms
我们观察到弱光场通过耦合到光学谐振子的原子系综时呈现正交压缩。从测量的压缩谱，我们获得直接访问的相位和振幅的能量-时间纠缠的双光子波函数的一部分，这产生于强相关的光子通过系综的运输。对于小的原子系综，我们观察到的光谱接近原子跃迁的线形，而边带观察到足够大的系综，与我们的理论预测一致。此外，我们改变了探测光的失谐量相对于原子共振，并推断出纠缠双光子波函数的相位。从频谱的振幅和相位，我们重建了时域波函数的实部和虚部。我们的纠缠双光子组件的表征构成了量子光学器件的诊断工具。
2021-07-29 quant-ph
Tractor Atom Interferometry
我们提出了一种基于三维（3D）约束和分裂原子波函数分量在势阱中的传输的牵引原子干涉仪（TAI），势阱遵循编程路径。这些路径被编程为在明确定义的时空点分裂和重组原子波函数，以保证干涉仪的闭合。不间断的三维约束的干扰波函数分量的牵引井消除了相干性损失，由于波包色散。利用Crank-Nicolson方法模拟了含时薛定谔方程，计算了几种TAI情形下标量和旋量波函数的量子演化。从波函数中提取的干涉相位使我们能够量化重力仪的灵敏度，TAI的情况下研究。我们表明，旋TAI支持物质波分束器，对非绝热效应比标量TAI同行更强大。我们确认的有效性半经典路径积分阶段沿编程路径的TAI。未来的实验实现TAI方面进行了讨论。
2021-07-08 physics.atom-ph quant-ph
Topological atom optics and beyond with knotted quantum wavefunctions
本研究在自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中实验创造了具有非平庸拓扑的打结量子波函数，通过协调轨道与自旋旋转设计离散对称性，形成环面结等结构，揭示了多组分原子系统与矢量光场在拓扑和对称性上的联系，实现了拓扑原子光学。
2023-12-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Full Quantum Analysis of Two-Photon Absorption Using Two-Photon Wavefunction: Comparison with One-Photon Absorption
对于单光子能级上的无耗散光子-光子相互作用，我们利用双光子波函数分析了三能级原子中光子对诱导的单光子跃迁和双光子跃迁。我们发现，通过调节光子对的时间相关性，可以显著增强双光子吸收。我们研究了两种典型情况：高斯波函数和矩形波函数。在后者中，我们发现在特定条件下，单光子跃迁被完全抑制，而双光子跃迁的几率仍然很高。
2009-06-01 quant-ph
Resonant scattering of a single atom with gain: a wavefunction-diagrammatic approach
研究了三能级原子在非相干泵浦和弱准共振探测场连续照射下的光学响应。为此，我们应用基于QED哈密顿微扰理论的波函数方法，该方法允许将原子动力学减少到有效的两能级原子的动力学，并且实现尊重么正性的非相干效应。使用图示，我们确定和分类所有的辐射过程。这使我们能够计算散射功率、自发发射和受激发射，以及消光、吸收和散射的总截面。我们发现，除了一般的线宽的增强和光谱振幅的衰减，泵减少了非辐射损失，并提供增益的形式受激发射和非相干辐射。对于足够强的泵浦，增益和损耗补偿，导致消光消失。特别是，对于可忽略的非辐射损失，消光消失的$(1+\sqrt{5})/2$倍的自然衰减的泵浦速率。
2021-06-30 physics.optics quant-ph
A Monte Carlo wavefunction method for semiclassical simulations of spin-position entanglement
本文提出了一种蒙特卡罗波函数方法，用于一维磁场梯度下自旋- $\frac12$系统的半经典模拟。我们的模型解决了确定什么经典力的原子时，它应该受到任意叠加的内部状态的冲突。空间自由度被认为是一个环境，纠缠与退相干的内部状态。原子在空间中遵循经典的轨道，其间穿插着自旋状态之间的概率跳跃。我们修改了传统的蒙特卡罗波函数方法，当发生人口转移时，而不是当人口后来通过指数衰减被丢弃时，在状态之间跳跃。这导致了一个在时间上连续的旋量波函数，并允许我们更准确地模拟经典粒子轨迹（环境变量的演化）。该模型对计算要求不高，并且与原子完整空间波函数的模拟非常一致。
2015-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Revealing Bosonic Exchange Symmetry in Two-Photon Temporal Wavefunction
Washington State University（华盛顿州立大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Purdue University（普渡大学）
该研究通过实验观测了在双光子时间波函数中玻色子交换对称性，利用时间分辨双光子干涉重建了复时间波函数，并验证了光子交换下的对称性。
2025-07-05 quant-ph
Dual wavefunctions in two-dimensional quantum mechanics
它表明，薛定谔方程的一个大家庭的对二维量子势具有波函数的振幅和相位是可互换的，产生两个不同的解决方案，这是对方的对偶。这是玻姆势为零的解的一个性质。这些解决方案可以扩展到三维系统。我们明确地计算了物理系统的对偶解，如排斥谐振子和二维氢原子。这些对偶波函数也是程函极限下模拟光学系统的解。在这种情况下，潜在的是相关的折射率，允许研究这个二维的双波函数的解决方案与光学（模拟）系统。
2021-02-02 quant-ph
Quantum interference between fundamentally different processes is enabled by shaped input wavefunctions
本研究提出通用框架揭示整形输入波函数对不同过程间量子干涉的关键作用，预测了两类新奇量子相互作用，证明量子波整形技术可拓展光物质相互作用等量子过程的应用灵活性。
2022-08-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Closed-System Solution of the 1D Atom from Collision Model
获得相互作用量子系统的总波函数演化提供了对重要性质的访问，例如纠缠，揭示基本方面，例如量子能量学和热力学，并指导量子计算和通信领域的可能应用。我们考虑一个二能级原子（量子比特）耦合到一个光场的连续模的一维波导中。最初，我们把光-物质系综看作一个封闭的、孤立系。我们使用碰撞模型来解决其动力学问题，在碰撞模型中，场的各个时间模式以顺序的方式与量子比特局部相互作用。这种方法使我们能够获得量子比特场系统的总波函数，在任何时候，当场开始在相干或单光子状态。我们的方法是通用的，可以适用于其他初始场状态。
2021-12-17 quant-ph
Point Canonical Transformation versus Deformed Shape Invariance for Position-Dependent Mass Schrödinger Equations
利用薛定谔方程中位置相关质量（PDM）的存在与正则对易关系的变形之间的已知等价性，最近设计了一种基于变形形状不变性的方法来产生薛定谔方程精确可解的势和PDM对。这种方法提供了束缚态能谱，以及基态和前几个激发态波函数。然而，一般的波函数在显式形式上仍然是未知的，因为要确定它们，需要求解一个相当棘手的微分差分方程。在这里，我们表明，解决这个方程可以避免变形的形状不变性技术与点正则变换方法相结合，在一个新的方式。它包括利用我们以前对PDM问题能谱的知识来构造具有类似特征的定质量薛定谔方程，并从已知的定质量波函数推导出PDM波函数。最后，来自这两种方法的波函数的等价性进行了检查。
2009-04-15 math-ph math.MP quant-ph
Quantum States of a Two-Level Atom trapped in a Helical Optical Tube
研究了被光学偶极势囚禁的二能级Rb原子与螺旋光管光场相互作用时的量子化态。分析表明，定态可以定义为一个三重量子数和相应的波函数呈现扭曲，螺旋状的三维空间形状。
2022-02-07 quant-ph
Single-electron states of phosphorus-atom arrays in silicon
本文利用原子级紧束缚与波函数重叠分析研究硅中2至4个磷原子阵列的单电子态，并将能量映射为Fermi-Hubbard哈密顿量以支持模拟量子模拟。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric Phase of the Two-Particle Bethe Wavefunction
研究双粒子Bethe波函数在环形势场中因相互作用导致几何相位增加的机制。
2025-12-01 quant-ph
A Monte Carlo wavefunction description of losses in a 1D Bose gas and cooling to the ground state by quantum feedback
本文用蒙特卡罗波函数方法研究了原子损失对准凝聚态均匀一维玻色气体的影响。系统的演化计算，条件的损失序列，即个别损失的时间和被删除的原子的位置。我们描述的线性Bogoliubov方法内的气体。对于每一种模式，我们发现，对于一个给定的量子轨迹，系统的状态收敛到一个相干态，即基态，在相空间中位移。提供的损失记录的时间和空间分辨的检测器，我们表明，量子反馈可以实现和冷却到基态的一个或几个模式可以实现。
2017-07-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Hard confinement of a two-particle quantum system using the variational method
本文用变分法结合含(r-z)截断因子的试探波函数，研究Cornell势与全局势中两粒子系统在不同半径Dirichlet硬约束下的波函数与平均半径特性。
2024-02-16 quant-ph
Diffraction-Unlimited Position Measurement of Ultracold Atoms in an Optical Lattice
研究了一种在光晶格中对超冷原子进行高保真度、空间分辨位置测量的方法。我们表明，原子数分布可以在一个空间分辨率超过衍射极限，通过跟踪多体波函数崩溃到Fock状态的渐进演化非破坏性地确定。我们预言，与玻色子相比，泡利不相容原理加速了费米子波函数的坍缩速率。讨论了我们的超越衍射极限原理在其他成像系统中的可能应用。
2015-08-06 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space
Laboratoire Kastler Brossel, ENS-Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Collège de France（卡斯特勒-布塞尔实验室，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，法兰西公学院）；Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité, UMR 5589, FERMI, UT3, Université de Toulouse, CNRS（碰撞聚集反应实验室，联合研究单位5589，FERMI，图卢兹第三大学，图卢兹大学，法国国家科学研究中心）
利用量子气体显微镜对单原子波包在连续空间中的原位分布进行成像，为研究多体系统微观性质提供新方法。
2024-04-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamics and symmetries of a repulsively bound atom pair in an infinite optical lattice
在玻色-哈伯德模型的框架下，研究了一维无限光晶格势场中两玻色子的动力学行为，得到了有限时刻波函数的精确表达式.作为初始条件，我们选择了本地化的原子，由$d$晶格位置的距离分开，并携带一个质心准动量。当相互作用和/或质量质心准动量增加时，发现初始局部化对（$d=0$）更稳定，如通过对概率（在相同晶格位置找到两个原子的概率）量化的。对于初始分离的原子（$d \neq 0$），存在一个最佳的相互作用强度。在无限时间的限制下，计算了波函数、对几率和对形成的最佳相互作用强度的简单表达式。与时间相关的波函数对于相互作用强度的值的不同仅在于符号，而重要的可观测量如密度和对概率则没有。对称性分析表明，这种行为扩展到$N$粒子水平和费米子系统。我们的结果提供了一个补充的理解最近观察到的[温克勒\textit{et al.}，自然（伦敦）\textbf{441}，853（2006）]动力学稳定性的原子对在排斥相互作用格子气。
2012-02-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Impact of the non-canonical approach to the exact solution of the ideal one-dimensional electron gas confined with an anisotropic quantum wire of oscillator-shaped profile
Institute of Physics, Ministry of Science and Education（阿塞拜疆科学与教育部物理研究所）；Baku State University（巴库国立大学）；Ghent University（根特大学）
研究了一个可解模型，探讨了各向异性量子线势形如振子形状对理想一维电子气的影响，通过标准和非标准方法求解，并得到波函数和能谱的解析表达式。
2026-05-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas math-ph
Bandwidth control of the biphoton wavefunction exploiting spatio-temporal correlations
在这项工作中，我们研究了自发参量下转换产生的光子的时空相关性。特别地，我们研究了探测光和泵浦光的束腰对光子光谱带宽的影响。结果表明，该参量受探测光空间特性的影响较大，而受泵浦光的影响较小。这允许简单的实验实现来控制双光子光谱的带宽，这仅需要修改光学配置以收集光子。此外，我们还进行了Hong-Ou-Mandel干涉测量，该测量也提供了双光子波函数的相位，从而提供了其时间形状。我们解释了所有这些结果与玩具模型在一定的近似下，准确地恢复了大部分有趣的实验细节。
2021-04-28 physics.optics quant-ph
Data-Enhanced Variational Monte Carlo Simulations for Rydberg Atom Arrays
里德伯原子阵列是一种可编程的量子模拟器，能够制备各种量子态的相互作用量子比特系统。由于实验准备时间长，对于大型阵列，获得投影测量数据可能相对较慢，这对诸如断层扫描的状态重建方法提出了挑战。今天，新的基态波函数ansätze像递归神经网络（RNN）不仅可以有效地从投影测量数据，而且还可以通过哈密顿引导的变分蒙特卡罗（VMC）进行训练。在本文中，我们演示了如何在少量数据上预训练现代RNN，从而显着减少随后的波函数变分优化的收敛时间。这表明，从实验量子模拟器中准备的状态中获得的任何数量的测量都可以为基于神经网络的VMC策略提供重要价值。
2022-05-09 cond-mat.dis-nn physics.comp-ph quant-ph
Variational method for $\mathbb{Z}_K$ wavefunctions in spin-$J$ PXP model
针对与可编程Rydberg原子阵列相关的含失谐一维自旋-J PXP模型，研究采用最小纠缠$\n\bZ_K$矩阵乘积态作为变分流形的含时变分原理方法，证明热力学极限下变分动力学与误差为快速收敛级数，且在J=1/2和J→∞极限下结果精确且简化。
2025-01-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Spin-Motion Coupling in the Ultrafast Dynamics of Rydberg Atoms
Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）；SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies)（综合研究大学院大学）；Department of Basic Science, The University of Tokyo（东京大学基础科学系）；Department of Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学物理系）
通过实验观测里德伯S态原子在皮秒脉冲激发下的超快多体动力学，发现相互作用势在波函数扩展上的大变化导致强自旋-运动耦合，并提出调节该耦合强度的新方法。
2024-08-05 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Probing few-excitation eigenstates of interacting atoms on a lattice by observing their collective light emission in the far field
研究了一维相互作用二能级原子链与一个共同电磁库耦合的集体辐射。我们导出了系统的耗散少激发本征态，并分析了它们的静态性质，包括集体偶极矩和不同本征态之间的分支比。接下来，我们研究了动力学，并通过不同的远场观测值来表征这样一个系统发射或散射的光。在整个分析过程中，我们考虑了激发态的自发发射以及两种不同的泵浦场设置，并对比了非相互作用和强相互作用原子的两种极端情况。对于后一种情况，双激发子流形包含一个两体束缚态，我们发现这两种情况导致不同的动力学和远场签名。最后，我们利用这些签名来描述集体本征态的波函数。为此，我们确定了集体分支比和集体本征态波函数的动量分布之间的直接关系。这提供了一种方法来证明某些集体本征态的存在，并访问它们的波函数，而不需要单独寻址和/或操纵单个原子。
2015-01-07 physics.atom-ph quant-ph
Quantum Electron Clouds near Black Holes: Black Atoms and Molecules
Kitasato University（北里大学）
研究黑洞附近量子电子云的行为，揭示强引力对量子物质和化学性质的影响，并探讨由多中心黑洞构成的氢分子。
2026-01-27 gr-qc hep-th quant-ph
Kolmogorov-Arnold Wavefunctions
本文研究基于 Kolmogorov-Arnold 网络的波函数拟设用于量子蒙特卡洛模拟，发现其计算成本比其他神经网络拟设便宜约 10 倍，并提出了一种可推广到高维系统的强短程势处理方法。
2025-06-02 cond-mat.dis-nn nucl-th quant-ph
Floquet analysis of real-time wavefunctions without solving the Floquet equation
我们提出了一种方法来获得Floquet状态-也被称为光诱导状态-和他们的准能量从实时波函数没有解决Floquet方程。这对于分析含时量子动力学中的各种现象是有用的，如果哈密顿量不是严格的周期性的，例如在短激光脉冲中。在那里，人口的Floquet状态取决于脉冲的形式，并自动包含在实时波函数，但不是在标准的Floquet方法。举例讨论了强激光-原子相互作用领域中的几个例子：（i）具有单个束缚态的反转对称势的偶次谐波的观测;（ii）Floquet态的布居对（规范）变换的依赖性和不变的、可观测的光电子谱的出现;（iii）修饰态之间的共振跃迁的驱动，即，的着装状态，和（iv）光谱增强通道关闭由于上述阈值电离峰的有质动力位移。
2012-01-31 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
