Nanopolaritons: Vacuum Rabi splitting with a single quantum dot in the center of a dimer nanoantenna
纳米尺度的光发射体在金属纳米颗粒附近的增强的自发发射的演示和最近实现的基于表面等离子体激元放大的受激发射（spaser）的纳米激光器鼓励在纳米尺度上寻找强耦合机制。在这里，我们提出了纳米极化子的概念。我们证明了与精确的散射计算，一个单一的量子发射器（半导体量子点）之间的间隙放置在两个金属纳米粒子的强耦合制度可以实现。所研究的系统的最大尺寸仅为36 nm。纳米极化激元将促进我们对表面等离子体增强光学相互作用的基本理解，并可用作量子信息技术中的超紧凑元件。
2010-03-11 quant-ph
Two-Photon Rabi Splitting in a Coupled System of a Nanocavity and Exciton Complexes
腔点系统中的双光子拉比分裂为量子光子网络中的多量子比特相干控制提供了基础。本文报道了强耦合腔点系统中的双光子拉比分裂。量子点有意地生长为大尺寸，以获得大的振荡强度和小的双激子结合能。激子和双激子跃迁都耦合到具有超过130 $μ$ eV的大耦合强度的高品质因数光子晶体腔。此外，小的结合能使得腔能够同时与两个激子态耦合。由此实现了双激子与腔之间的双光子拉比劈裂，利用量子主方程的理论计算可以很好地再现这一结果。
2018-05-23 physics.optics quant-ph
Comment on `Vacuum Rabi Splitting in a Semiconductor Circuit QED System' by Toida et al., Phys. Rev. Lett. 110, 066802 - Published 6 February 2013
Toida等人在他们最近的文章[Phys. Rev. Lett. 110，066802（2013）]，他们“报告了在与超导共面波导（CPW）谐振器耦合的GaAs/AlGaAs双量子点（DQD）电荷量子位中直接观察到真空拉比分裂”。在这篇评论中，我们挑战了他们论文中的主要主张，并表明他们的结果：a）没有提供任何真空拉比振荡的证据，b）没有提供任何真空拉比分裂的直接证据。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Collective vacuum-Rabi splitting with an atomic spin wave coupled to a cavity mode
本研究在冷铷原子系综中实现腔耦合自旋波与腔模的强耦合，测得量子域内自旋波到单光子转换效率高达0.75，并揭示了其与真空-拉比分裂的关系，为腔增强量子存储提供了优化条件。
2025-03-28 quant-ph
Conditional Spin-Squeezing of a Large Ensemble via the Vacuum Rabi Splitting
我们利用真空拉比分裂进行量子非破坏（QND）测量，制备了一个集体原子赝自旋的条件自旋压缩态。我们推断，对于由不相关原子组成的相干自旋态，相对于标准量子极限，量子相位估计有3.4（6）dB的改进。测量到的集体自旋是由限制在低精细度F = 710光学腔中的近10^6个Rb-87原子的两能级时钟态组成的。该技术可以提高原子传感器精度和/或带宽，并且可以导致基础物理学的更精确的测试。
2011-03-02 physics.atom-ph quant-ph
On collective Rabi splitting in nanolasers and nano-LEDs
基于腔体内多个非相干泵浦二能级发射体的模型，解析计算了纳米激光器和纳米发光二极管的光学发射光谱。在低泵浦速率下，我们发现在光谱中的两个峰值大耦合强度和发射器的数量。我们将双峰光谱解释为集体拉比分裂的特征，并讨论了光谱分裂与两个本征模存在之间的区别。我们表明，LED将永远不会表现出分裂光谱，即使它可以有不同的本征模。对于系统的分裂是可能的，我们表明，两个峰值合并成一个单一的泵浦速率时，增加。最后，我们计算了系统的线宽，并讨论了发射极间关联对系统线宽的影响。
2019-03-15 physics.optics quant-ph
Multiple Rabi Splittings under Ultra-Strong Vibrational Coupling
从分子液体提供的高振动偶极强度，我们证明了分子振动可以超强耦合到多个IR腔模式，拉比分裂达到振动频率的$24\%$。作为超强耦合制度的证明，我们的实验数据明确地揭示了来自相互作用能中的反共振项和分子振动本身的偶极自能对极化激子动力学的贡献。特别是，我们测量了一个真正的振动极化激元带隙CA的开放。$60$ meV。我们还证明了多模分裂效应定义了一个完整的振动梯形的重极化激元状态完美解决。这些研究结果揭示了广泛的可能性，在振动的超强耦合制度，影响这种耦合系统的光学和分子性质，特别是在模式选择性化学的背景下。
2016-09-06 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Vacuum Rabi Splitting and Quantum Fisher Information of a Non-Hermitian Qubit in a Single-Mode Cavity
本研究用Bogoliubov算符方法求解PT对称量子拉比模型，解析获得更精确本征解，预测真空拉比劈裂，并发现奇异点附近量子Fisher信息显著增强，为提升非厄米系统量子灵敏度提供新途径。
2025-10-10 quant-ph
Quantum Rabi dynamics of trapped atoms far in the deep strong coupling regime
二能级系统与电磁场的耦合，其完全量子化的版本是量子拉比模型，是量子物理学的中心课题之一。当耦合强度足够大，达到场模频率时，接近深强耦合区，可以从真空中产生激发。在这里，我们证明了一个周期性的量子拉比模型中的两个能级系统的编码在布洛赫能带结构的冷铷原子的光学势的变种。用这种方法，我们实现了拉比耦合强度的6.5倍的场模式的频率，这是远远在深强耦合制度，并观察到一个子周期的时间尺度提高玻色子场模式激发。在测量记录的基础上的耦合项的量子拉比哈密顿，冻结的动力学揭示了小的频率分裂的两个能级系统，正如预期的耦合项占主导地位时，在所有其他的能量尺度，和复苏较大的分裂。我们的工作展示了一条在尚未探索的参数机制中实现量子工程应用的途径。
2023-02-22 quant-ph
Vacuum Rabi splitting in a plasmonic cavity at the single quantum emitter limit
单个量子发射体与共振腔的强相互作用是理解光物质相互作用的基本兴趣。等离子体腔保持实现强耦合制度的承诺，即使在环境条件下和subdiffraction体积内。最近的实验揭示了单个等离子体结构和多个有机分子之间的强耦合，但到目前为止，在单个量子发射体的极限下的强耦合还没有报道。在这里，我们展示了真空拉比分裂，强耦合的表现，使用银蝴蝶结等离子体腔装载半导体量子点（QD）。在具有一到几个QD的单个蝴蝶结的散射光谱中观察到透明度下降，直接在它们的间隙中观察到。高达120毫电子伏的耦合率登记，甚至与一个单一的量子点，放置蝴蝶结量子点结构接近强耦合制度。这些观测结果得到了极化相关实验的验证和电磁计算的验证。
2016-05-03 physics.optics quant-ph
Sinusoidally Modulated Vacuum Rabi Oscillation of a Two-Level Atom in an Optomechanical Cavity
研究了真空光机械腔中受激二能级原子的相干动力学，发现原子-腔的Rabi振荡由于与机械模共振而受到光-机耦合的正弦调制.我们开发了一个三维希尔伯特子空间的分析模型来解释这种现象，并采用密度矩阵主方程的数值模拟来证实我们的分析。我们还表明，调制的拉比振荡生存的耗散和其他非理想因素的存在。
2015-07-20 quant-ph
Schrodinger-Cat-Likeness in Adiabatic Approximation for Generalized Quantum Rabi Model without and with A^2-Term
本文给出了一种数学方法，得到了无二次相互作用和有二次相互作用的广义量子拉比哈密顿量的绝热近似。我们把电路QED中的哈密顿量作为描述二能级原子与单模微波光子相互作用系统的模型的能量。在不考虑二次相互作用的情况下，在绝热近似下，我们证明了每个裸本征态是否形成类薛定谔猫纠缠态取决于原子的能量偏置是零还是非零，然后忽略原子的隧道分裂效应.另一方面，在二次相互作用的情况下，我们在绝热近似下证明，对于每个能量偏差，（介子）对理论获得的所有物理本征态都形成单独的类薛定谔猫纠缠态。我们得出结论，这一事实来自隧道分裂的影响。
2018-09-18 quant-ph
Three-dimensional cavity-assisted spontaneous emission as a single-photon source: two cavity modes and Rabi resonance
在色散和吸收介质中的精确量子电动力学的框架内，我们研究了在高质量腔中，当有两个腔模与发射体共振相互作用时，初始处于上态的发射体的发射。特别地，当其中一个模式与发射极跃迁共振并且另一个模式被调谐到等于第一模式的拉比分裂的频率时，观察到拉比共振的效果。
2019-11-15 quant-ph
Decoupling ultrastrong Rabi splitting from quantum vacuum dressing in a chiral cavity
College of Physical Sciences and Engineering, University Mohammed VI Polytechnic（物理科学与工程学院，穆罕默德六世polytechnic大学）；Institut für Theoretische Physik, Universität Tübingen（理论物理研究所，蒂宾根大学）；Jülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich（于利希超级计算中心，于利希研究中心）；Department of Chemistry, Princeton University（化学系，普林斯顿大学）
该研究通过螺旋度实现超强拉比分裂与量子真空修饰的解耦，利用手性腔与回旋共振的耦合，揭示两种耦合 regime 的差异，为调控腔量子材料的极化激元与量子关联提供新途径。
2026-10-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-molecule vacuum Rabi splitting: four-wave mixing and optical switching at the single-photon level
单个量子发射体可以具有非常强的固有非线性，但其对非线性效应的总体承诺受到与入射光子有效耦合的挑战的阻碍。另一方面，普通的非线性光学材料易于耦合，但体积庞大，严重限制了光子系统的小型化。在这项工作中，我们表明，一个单一的有机分子作为一个非常有效的非线性光学元件在强耦合制度的腔量子电动力学。我们报道了非线性信号产生和全光开关中的单光子灵敏度。我们的工作促进了分子在集成光子电路等应用中的使用，这些应用可以在非常低的功率下运行。
2021-05-06 physics.optics quant-ph
A method for determining the Zeeman splitting of a spin qubit via Rabi-driven tunneling
该研究提出一种通过Rabi驱动隧穿确定自旋量子比特塞曼分裂的方法，利用共振驱动导致的量子点占据数泄漏，结合电荷传感器检测窄共振条件，将开放量子系统方法融入量子器件描述，推导了对应密度矩阵的完整运动方程。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Phonon mediated conversion of exciton-polaritons Rabi oscillation into THz radiation
在强耦合制度的半导体微腔表现出在太赫兹频率范围内的能量尺度，这是固定的拉比分裂之间的上，下激子极化激元状态。虽然这个范围可以使用不同的激子介质调谐几个数量级，但两种极化激子状态之间的跃迁是偶极禁止的。在这项工作中，我们表明，在碲化镉微腔，拉比振荡驱动的太赫兹辐射实际上是活跃的，而不需要在微腔设计的任何变化。这是由于拉比分裂与声子-极化激元之间存在着独特的共振条件，从而导致了二阶非线性的极大增强。
2017-06-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Out-of-time-order correlator in the quantum Rabi model
我们研究了量子拉比模型中的混沌和平衡特征，当原子能级分裂与玻色子频率之比增大到无穷大时，该模型表现出量子相变。我们发现，从Loschirton回波信号中导出的时间顺序外的关联函数在正常相位中迅速饱和，并揭示了与量子混沌的发生相关的超辐射相位中的指数增长。此外，我们表明，有效的时间平均尺寸的量子拉比系统可以是大的自旋系统的大小相比，导致抑制的时间波动和平衡的自旋系统。
2022-01-17 quant-ph
Observation of the Vacuum-Rabi Spectrum for One Trapped Atom
观察到与高精细度光学谐振腔场强耦合的原子的透射谱在原子-腔系统的本征谱中表现出明显分辨的真空拉比分裂特性。一个新的拉曼计划冷却原子沿腔轴的运动，使一个完整的光谱被记录为一个单独的原子被困在腔模式，在腔QED，需要平均超过许多原子的所有以前的测量相反。
2004-10-21 quant-ph
Asymptotic behavior of observables in the asymmetric quantum Rabi model
具有破缺宇称不变性的非对称量子拉比模型在整数情况下表现出谱简并，即当非对称参数等于振荡器频率的一半的整数倍时，从而暗示了模型的隐藏对称性和伴随的可积性。我们研究了每个本征态的自旋观测值的期望值，并观察到深强耦合制度下的渐近整数和非整数情况下的特征差异，这可以从量子比特分裂的微扰展开中理解。我们还构造了一个父哈密顿量，它的精确本征态具有与整数情形下非对称量子拉比模型的微扰本征态相同的对称性。
2017-11-09 quant-ph
Geometrical Rabi transitions between decoupled quantum states
一个周期性的扰动，如激光场不能诱导过渡矩阵元素为零的两个解耦状态之间的过渡。然而，我们表明，如果另外一些系统参数的变化是不稳定的，这样的过渡成为可能通过绝热变化引起的激发到其他状态。我们证明了两个解耦态之间的全振幅转移可以实现，更重要的是，系统的演化只取决于它在参数空间中的路径。然后，我们的技术提供了一个有价值的手段，研究非平凡的几何动力学通过辅助状态与大的能量分裂。
2008-09-17 quant-ph
Cavity-free vacuum-Rabi splitting in circuit quantum acoustodynamics
人工原子与声表面波的耦合在电路量子声动力学的发展中起着至关重要的作用。在本文中，我们研究了人工原子和SAW的相互作用超出弱耦合制度，重点是叉指换能器（IDT），使耦合的作用。我们发现一个参数制度中的IDT作为一个腔的原子，而不是一个天线。换句话说，原子形成了自己的空腔。类似于耦合到显式腔的原子，这种机制的特征在于真空拉比分裂，因为原子与IDT内部的声子真空杂交。这种杂交是可能的，因为叉指耦合，它具有很大的空间延伸，和慢的传播速度的SAW。我们制定了一个标准，从一个模型的基础上，标准的电路量化技术，只取材料参数作为输入进入这个政权。最值得注意的是，我们发现这种制度难以避免的原子上的一个强大的压电材料，如铌酸锂$_3$。因此，在LiNbO $_3$顶部的SAW耦合原子可以被看作是一个原子-腔-浴系统。在较弱的压电材料上，IDT电极的数量需要很大才能达到这种状态。
2018-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of ac-Stark splitting in core-resonant Auger decay under strong x-ray fields
在这项工作中，我们报告的修改下的正常俄歇线形状的作用下，强烈的X射线辐射。在核的强Rabi型耦合下，俄歇谱线轮廓发展为具有能量分离的双峰结构，其能量分离主要取决于Rabi耦合的相对强度。此外，我们发现电荷分辨离子产率可以通过明智地选择X射线频率来控制。
2011-11-07 physics.atom-ph quant-ph
Non-perturbative Dynamical Casimir Effect in Optomechanical Systems: Vacuum Casimir-Rabi Splittings
我们研究了动态Casimir效应使用完全量子力学描述的腔场和振荡镜。我们不线性化的动态，也不采用任何参数或微扰近似。通过数值对角化光力学哈密顿量，我们表明，共振产生的光子从真空是由一个阶梯镜场{ \em真空拉比分裂}。我们发现真空辐射可以起源于初始纯机械激发态的自由演化，类似于激发态原子的自发发射。通过考虑相干驱动的镜子，使用主方程的方法来考虑损失，我们能够研究动态Casimir效应的光机耦合强度范围从弱到超强。我们发现，即使在低于腔模频率的机械频率下，也可以观察到光子从真空中共振产生。由于实验上难以实现的高机械频率被认为是实现动态卡西米尔效应的必要条件，因此这一结果消除了观察这种长期寻求的效应的主要障碍之一。我们还发现，动态Casimir效应可以在振荡镜和它在真空场中运动产生的辐射之间产生纠缠，从而产生真空Casimir Rabi振荡。
2017-09-03 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Generalized quantum Rabi model with both one- and two-photon terms: A concise analytical study
在电路量子电动力学系统中出现了一种具有单光子和双光子项的广义量子拉比哈密顿量。通常的宇称对称性在同时存在两种耦合时自然被打破，这使得分析处理变得复杂，即使在旋转波近似中也是如此。本文利用Bogoliubov算子对这一一般模型进行绝热近似，得到了本征值和本征态的一个非常简洁的解析解。虽然绝热近似仅在量子比特频率的消失极限下是精确的，但是在宽参数范围内，某些物理观测量的结果与数值结果吻合得很好。在行波近似中，我们还导出了解析本征解。在此广义模型的拉比振荡中发现两个主要的拉比频率。我们还将本文的分析理论应用于真空拉比分裂。研究发现，正是由于附加双光子耦合项的存在，才出现了一些新的现象。
2019-01-03 quant-ph
Collective strong coupling in a plasmonic nanocavity
量子等离子体将腔量子电动力学（cQED）的概念扩展到纳米尺度，利用金属纳米结构支持的等离子体模式的强亚波长限制。在这项工作中，我们详细描述了集体强耦合等离子体纳米腔。强调了与cQED的相似性和差异。我们注意到拉比分裂可以强烈偏离标准的$\sqrt{N_e}ΔΩ_1$定律，其中$N_e$是发射体的数量，而$ΔΩ_1$是单个发射体的拉比分裂。此外，我们还讨论了集体兰姆位移和量子修正对发射光谱的作用。
2022-09-14 quant-ph
Out-of-time-order correlators and quantum phase transitions in the Rabi and Dicke model
利用时间无序关联函数（OTOC）研究了原子能级分裂与单模电磁辐射场频率之比较大的Rabi模型和少体Dicke模型中正常相与超辐射相之间的量子相变（QPT）。重点是在OTOC热平均无限温度，这是一个实验上可行的量。结果表明，通过观察OTOC的局部极小值行为，可以通过OTOC的长时间平均来识别临界点。更重要的是，通过研究有限频率比和有限原子数的实验条件，揭示了QPT的OTOC标度律。从OTOC标度律中提取的临界指数表明，Rabi和Dicke模型中的QPT属于同一普适类。
2020-02-16 quant-ph
Dissipative generation of spin squeezing in the resolved vacuum Rabi splitting limit
JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学与美国国家标准与技术研究院联合JILA研究所）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）；Center for Theory of Quantum Matter, University of Colorado（科罗拉多大学量子物质理论中心）；T.C.M. Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室TCM小组）；Institute of Physics（物理研究所）
本文研究在分辨真空拉比分裂区域中，通过对称性保护的耗散动力学实现自旋压缩，展示了超过25 dB的压缩和接近理想单轴扭转标度，为光钟平台超越标准量子极限提供了实用途径。
2026-05-29 physics.atom-ph quant-ph
Universal spectral bounds for the quantum Rabi model: Reformulating Braak's conjecture
Centro Universitario de la Defensa（国防大学中心）
本研究通过本征值不等式扩展布拉克猜想，揭示量子拉比模型中额外的谱组织层次，并为强耦合量子系统提供新的分析工具。
2026-08-10 quant-ph
Vacuum Rabi spectra of a single quantum emitter
通过测量单个量子发射体向自由空间的直接自发发射，观测到了真空拉比分裂。我们在光子晶体纳米腔中使用了半导体量子点，结合适当的腔设计和偏振器和孔径的过滤，使得能够提取固有的微弱发射器的信号。发射体的真空拉比光谱与通过探测腔光子泄漏测得的光谱有明显的差别。此外，我们还观察到了由发射极和腔检测通道之间的干涉引起的不对称真空拉比谱。我们的观察奠定了基础，访问各种腔量子电动力学现象，表现出自己只在发射器的直接自发发射。
2015-03-06 physics.optics quant-ph
Generating three-photon Rabi oscillations without a large-detuning condition
本文提出利用可调跃迁频率的人造原子，在无需三分之一频率失谐条件下产生三光子拉比振荡，通过有效哈密顿量实现小失谐区域共振，并具有可探测光子输出，可用于福克态源和多粒子纠缠生成。
2024-08-01 quant-ph
Multi-qubit Quantum Rabi Model and Multi-partite Entangled States in a Circuit QED System
多量子比特量子Rabi模型是描述光与物质相互作用的基本模型，在各种物理系统中起着重要的作用。本文提出了一种在电路量子电动力学系统中模拟多量子比特量子拉比模型的理论方法。通过外加横向和纵向驱动场，导出了描述多比特量子Rabi模型的有效哈密顿量。共振器的有效频率和量子比特的有效分裂取决于外部驱动场。通过调节驱动场的频率和振幅，可以达到更强的耦合区。数值模拟表明，我们的建议在很宽的参数空间工作。此外，我们的方案可以用来产生两个量子比特的门，薛定谔态，和多量子比特的GHZ态。薛定谔猫态的最大位移可以通过增加量子位数和相对耦合强度来增强。值得一提的是，我们可以在系统耗散的情况下获得高保真的薛定谔猫态和多量子比特GHZ态。这一结果为研究远强耦合区的强耦合区提供了一条新的途径。
2019-02-26 quant-ph
Manipulating non-intrinsic outputs of a non-Hermitian coupled system by weak external driving
State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院光电材料与技术国家重点实验室）
研究非厄米耦合系统，发现其耗散会产生非本征输出，可通过弱外部驱动强度之比有效操纵，出现耗散抑制、频率偏移等现象，还发现相关毕达哥拉斯关系用于精确测量，数值模拟证实在经典耦合系统也存在干涉输出，为测量和非厄米物理提供见解。
2026-07-20 quant-ph
Cavity QED with Multiple Hyperfine Levels
计算了线偏振腔模与单个铯原子D2跃迁强耦合的弱驱动透射率。结果是有关未来的实验与微环腔，其中的单光子拉比频率g超过激发态超精细分裂，和光子带隙谐振器，其中g是大于激发和基态分裂。
2006-06-09 quant-ph
Collective tunnelling of strongly interacting cold atoms in a double well potential
众所周知，在共振条件下，一组强相互作用的玻色子原子被困在双阱势中，模仿单个粒子，在阱之间进行拉比振荡。这意味着，所有的原子都需要在大致相同的时间隧穿，尽管玻色-哈伯德哈密顿量只考虑了一次一个原子的转移。我们分析了这种集体行为的机制，评估拉比频率的过程中，并讨论了这个简单的图片的局限性。特别是，是示出的小的快速振荡叠加在缓慢的拉比周期，从分裂的传输集群在隧道效应的突然发作的结果，并消失，如果隧道效应逐渐打开。
2019-12-16 quant-ph
Tunable multi-photon Rabi oscillations in an electronic spin system
本文报道了室温下多能级系统（Mn ~（2+）：MgO的S=5/2）在准简谐能级结构中的多光子拉比振荡和受控调谐。各向异性比塞曼分裂小得多，例如六能级方案仅显示出与等距图的小偏差。这使我们能够调整的自旋动力学，通过补偿立方各向异性与一个精确的静态场的方向，或微波场强度。使用旋转框架近似，实验是很好地解释了分析模型和广义的数值模型。计算得到的多光子拉比频率与实验数据符合得很好。
2011-06-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Output Spectrum of Single-Atom Lasers
我们考虑由微腔中的单个原子组成的激光器，具有相干或非相干泵浦。我们考虑三个和四个级别的增益计划，并检查这样的激光器的输出光谱。我们发现，线宽一般尺度作为光子数的倒数。对于大的原子-场耦合，得到了真空-拉比偶极结构。在三能级情况下，这种真空拉比分裂只在腔内光子数很小的情况下才明显，而在大的泵浦情况下则消失。在四能级方案中，真空拉比结构出现在一个非零的泵的水平，并保持大泵，即使当腔内光子数大于1。这种行为是利用量子轨迹的方法来解释。
1999-07-27 quant-ph
Two-photon Rabi model: Analytic solutions and spectral collapse
利用扩展压缩态研究了二次耦合双光子量子Rabi模型，导出了Bargmann指数$q=1/4$和$3/4$的$G$函数. $G$ -函数的简单奇异性结构允许得出关于沿实轴的特征值分布的结论。对先前发现的临界耦合$g_{\mathrm{c}}$处的谱塌缩现象进行了修正，得到了基态和连续激发态在塌缩点处的有限间隙.对于大的量子比特分裂，也可以在$g_{\mathrm{c}}$处从连续谱中分离出其他低位态。我们进行了微扰分析，允许明确和简单的公式的本征态。有趣的是，在每个有限阶近似下，在$g_{\mathrm{c}}$处基态和激发态之间的间隙消失。这清楚地证明了激发间隙的非微扰性质。我们证实了这些发现与变分计算的基态。
2016-03-14 quant-ph
Multi-Modal Spectroscopy Theory for Ultrafast Control of Rabi Oscillations
Zhejiang University（浙江大学）；ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（浙江大学杭州全球科创中心）；Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Dalian University of Technology（大连理工大学）
本文提出了一种三腔方案，用于在腔量子电动力学(cQED)中实现发射器-腔耦合强度的完全控制。通过耦合振荡器引入了包含多个谱分量的瞬态动力学，显著增加了在时域中解析荧光光谱的数值成本。因此开发了一种通用传感器方法，以简化非稳态量子动力学的表征计算。多模光谱实时揭示了超模的出现、分裂和消失。基于零能超模的耗尽，证明了在时域多模光谱中实现超快的Rabi振荡切换。这些结果展示了从多个振子的谱控制到超快动力学的量子观测的一致图景，确立了传感器方法作为cQED系统超快光谱学的强大理论工具。
2026-05-21 quant-ph
Regular and exceptional spectra of the two-qubit quantum Rabi model
双量子比特系统是构建通用量子门的基础。我们研究了一般情况下的双量子比特Rabi模型及其在偶极、XXX和XYZ海森堡量子比特-量子比特相互作用下的推广，这些相互作用在量子计算中是常用的。给出了它们的解析解，本征态可以用扩展相干态或Fock态表示，并应用于电路QED中超快双量子比特量子门的构造和量子态的存储与传输。一些新的种类的准精确解被发现为特定的参数集，导致水平交叉在同一奇偶子空间，这不会出现在正规谱，表明其不可积性。这些本征态对于量子计算和单光子实验来说非常有趣，因为它们只由几个Fock态形成，在某些情况下，最多只有一个光子。它们也很容易制备，因为它们存在于所有具有恒定本征能量的量子比特-光子耦合值中，并且与耦合相比，量子比特能量分裂可以在实验中微调。
2014-02-12 quant-ph
Observation of oscillatory Raman gain associated with two-photon Rabi oscillations of nanofiber-coupled atoms
具有$Λ$型能级结构的量子发射器实现了量子科学和技术中的许多协议和应用。因此，理解和控制它们的动力学是量子光学的中心研究课题之一。在这里，我们驱动两个基态的铯原子之间的双光子拉比振荡，并观察相关的振荡拉曼增益和吸收，源于原子介导的相干光子交换两个驱动场之间。原子通过基于纳米纤维的光学接口与探测场有效且均匀地耦合。我们研究了双光子拉比频率与系统参数的关系，并在探测透射谱中观察到Autler-Townes分裂。除了阐明双光子拉比振荡的基本过程之外，我们的方法还可以用于研究两个驱动场之间的（量子）相关性以及电磁诱导透明的动态建立。
2022-07-01 physics.atom-ph quant-ph
Driving Rabi oscillations at the giant dipole resonance in xenon
自由电子激光（FEL）在XUV和X射线区域中产生短且非常强的光脉冲。我们研究了利用巨偶极共振（GDR）的偶极强度驱动氙原子拉比振荡的可能性。由于GDR的位置在$4d$电离阈值以上，因此GDR在小于30 μ s内衰减。我们发现，10 $^{18}$ W/cm $^2$左右的强度需要诱导拉比振荡的周期相当于寿命。脉冲持续时间不应超过100 as，因为氙将在几个寿命内完全电离。拉比振荡在光电子谱中也以奥特勒-汤斯分裂的形式出现，这种分裂延伸到几十电子伏。
2015-10-31 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
The Role of Doppler Broadening in Electromagnetically Induced Transparency and Autler-Townes Splitting in Open Molecular Systems
在这封信中，我们描述了如何不均匀线加宽影响Autler-Townes（AT）分裂在一个三能级开放分子级联系统。对于在300至500 MHz范围内的中等Rabi频率，|3>在这个系统中，强烈地依赖于两个激光场的频率比。然而，中间水平的荧光光谱|2、“如所料”。我们提供了一个描述的条件，最佳解决AT分裂的探测激光/耦合场的频率比和激光传播的几何形状的基础上，我们的理论分析的多普勒积分。这对于诸如分子角动量排列以及跃迁偶极矩矩阵元的测量等应用是重要的。
2005-08-15 quant-ph
Temperature-dependent Mollow triplet spectra from a single quantum dot: Rabi frequency renormalisation and sideband linewidth insensitivity
我们研究了单个自组装量子点的温度依赖性共振荧光光谱。随着温度的升高，观察到的莫洛三重态边带分裂的减少，我们归因于声子诱导的驱动点拉比频率的重正化的效果。我们还提出了第一个证据的非微扰制度的声子耦合，在其中预期的线性增加边带线宽作为温度的函数被取消相应的减少拉比频率。这些结果表明，半导体量子点中的失相对温度变化的敏感性可能比声子效应的标准弱耦合分析所预期的要低。
2014-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
A correspondence between the Rabi model and an Ising model with long-range interactions
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所）
Rabi模型与具有长程相互作用的Ising模型之间存在对应关系，通过Trotter公式将两者联系起来，揭示了微扰展开与自旋域数量展开的等价性。
2025-12-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong Coupling on a Forbidden Transition in Strontium and Nondestructive Atom Counting
我们观察到强烈的集体耦合之间的光学腔和禁止自旋单线态到三线态光跃迁$^1$ S $_0$ $^3$ P $_1$在合奏的$^{88}$ Sr。尽管过渡是1000倍弱于一个典型的偶极跃迁，我们观察到一个很好的解决真空拉比分裂。我们利用观测到的真空Rabi分裂，以等效的投影噪声限制的灵敏度和最小的加热（$<0.01$光子反冲/原子）进行原子布居的非破坏性测量。这种技术可以通过产生纠缠态和减少死区时间来提高光晶格时钟的性能。
2015-06-07 physics.atom-ph quant-ph
Strong Photon Blockade Mediated by Optical Stark Shift in a Single-Atom-Cavity System
提出了一种利用腔中单个原子实现强光子封锁的理论方案。利用光学Stark位移，增强了高、低支之间的缀饰态分裂，导致在负（正）Stark位移处，低（高）支的缀饰态分裂显著增加，而高（低）支的缀饰态分裂显著减小，并主导了光子数振荡的时间演化.此外，在最佳相位和拉比频率下，通过量子干涉抑制了双光子激发。结果表明，量子干涉和增强的真空拉比分裂之间的相互作用产生了强的光子阻塞，从而实现了强原子-腔耦合区之外的高质量单光子源。特别地，通过调节光学斯塔克位移，我们方案的二阶关联函数比Jaynes-Cummings模型小了三个数量级，相应地也出现了较大的腔光子数。我们的建议可能暗示了令人兴奋的机会，潜在的应用在量子网络和量子信息处理。
2019-10-30 quant-ph
Quantum versus Classical Regime in Circuit Quantum Acoustodynamics
实验研究了一个由超导人工原子耦合到二维声表面波谐振器和一维微波传输线的电路量子声动力学系统。在稀释制冷机底温下观察到的真空拉比劈裂证实了人工原子与声波谐振腔之间的强耦合。我们证明了微波光子在微波传输线中的传播可以由声波谐振腔中的少数声子控制。此外，我们还证明了温度对拉比分裂和温度诱导高激发修饰态跃迁测量的影响。研究发现，随着环境温度的升高，原子的Rabi分裂由双峰结构转变为多峰结构，并逐渐消失，$T$ .量子到经典的转变被观察到的交叉温度$T_{c}$，这是通过热涨落能量$k_{B}T$和耦合系统的特征能级间距确定。在不同的有效温度下，实验结果与通过耦合系统的主方程进行的理论模拟吻合良好。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong coupling of the cyclotron motion of surface electrons on liquid helium to a microwave cavity
强耦合制度中观察到的回旋运动耦合到一个法布里-珀罗腔谐振器中的电磁模式的二维电子系统。耦合运动的本征频率的拉比分裂被观察到在腔反射谱和交流电流的电子，后者探测通过测量它们的辐射热光响应。尽管在多粒子系统中的拉比分裂的类似观测已被描述为量子力学效应，我们表明，所观察到的分裂可以完全解释的模型的基础上的经典电动力学。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Controllable coupling between a nanomechanical resonator and a coplanar-waveguide resonator via a superconducting flux qubit
我们研究了由一个共面波导（CPW）谐振器和一个纳米机械谐振器（NAMR）组成的三重量子系统，其中通量量子比特与两个谐振器都有很大的失谐。通过幺正变换和二阶近似，我们得到了一个强的和可控的（即，磁场依赖）NAMR和CPW谐振器之间的有效耦合。由于强耦合，从共面波导谐振腔的电压涨落谱中可以观察到真空拉比分裂。我们进一步研究了单光子输运的性质，从反射率或等效的透射率推断。我们发现，反射率和相应的相移光谱都表现出由于真空拉比分裂的窄谱特征的双峰。通过调节外部磁场，反射率和相移可以分别从0变化到1和从$-π$变化到$π$。结果表明，这种混合量子系统可以作为量子路由器。
2015-09-22 quant-ph
Perturbative dissipation dynamics of a weakly driven Jaynes-Cummings system
推广了一种微观主方程方法，研究了弱驱动下Jaynes-Cummings二能级系统的耗散动力学。用微扰分析方法推广了阻尼基理论，导出了修正的Rabi振荡和真空Rabi分裂的解析表达式。弱驱动系统退相干因子的演化揭示了非对角密度矩阵元的振荡频率依赖于驱动强度和初始粒子数反转。对于在弱驱动极限的高度反转系统，该频率降低到非驱动系统的值的两倍，表明使用更传统的方法无法发现耗散动态。
2016-12-05 quant-ph
Quantum Criticality from Spectral Collapse in the Two-Photon Rabi Model
Institute for Advanced Study in Physics and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院和高等研究院）；Zhejiang Key Laboratory of Micro-Nano Quantum Chips and Quantum Control, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院微纳量子芯片与量子控制浙江省重点实验室）
研究双光子Rabi模型中的谱塌缩，发现其在各向异性情况下构成连续量子相变，由单一软模主导，揭示谱塌缩与标准Rabi模型同属同一 universality class。
2026-09-17 quant-ph
Bias-modulated dynamics of a strongly driven two-level system
利用反向旋转杂化光波（CHRW）方法研究了强驱动二能级系统的偏压调制动力学。该方法通过一个含有两个参数$ξ$和$ζ$的幺正变换，将驱动场和偏压同等对待，并且在驱动强度、隧穿幅度和偏压方面都是无微扰的。此外，CHRW方法超越了传统的RWA方法，通过适当地选择$ξ$和$ζ$两个参数，可以得到具有重整化能量分裂和重整化驱动强度的RWA形式.重新制定的CHRW方法具有相同的数学简单性的拉比RWA方法，从而使我们能够计算分析的动态和探索明确的影响的偏见。我们表明，CHRW方法给出了准确的驱动动力学的参数范围很广的数值精确的结果相比。当驱动的能量尺度与二能级系统的本征能量尺度相当时，反向旋转相互作用和静态偏置深刻地影响广义拉比频率。在这种情况下，普通的扰动方法失败，CHRW工作得很好，效率很高。我们还证明了系统的动力学在强驱动和非共振的情况下，拉比-RWA方法故障，但CHRW方法仍然有效。我们得到了广义拉比频率和偏置调制的布洛赫-西格特位移的偏置，隧道和驱动场参数的函数的解析表达式。CHRW方法是一种数学上简单、物理上清晰的方法。它可以应用于处理一些复杂的问题，数值研究是很难执行。
2016-02-14 quant-ph
Multi-mode effects in cavity QED based on a one-dimensional cavity array
提出了一种基于一维耦合腔阵列（1D CCA）的腔量子电动力学微观模型，其中一个超腔（SC）由一维耦合腔阵列的一段与外界耦合相对较小的部分组成.研究了空原子和含有二能级原子的超晶格单光子散射问题。我们得到了该系统透射率的精确理论结果，预言了透射峰将出现在本征能量附近。我们的数值结果进一步证明了SC是一个定义明确的多模腔。当一个与超晶格共振的二能级原子处于共振模的反模时，透射谱显示出明显的真空拉比分裂信号。而当原子位于共振模的波腹时，透射峰出现一个深的谷，这可以用两个透射通道的相消干涉来解释，一个是共振模，另一个是原子与非共振模的耦合。分析了非共振模式对真空拉比分裂的影响。
2014-09-28 quant-ph
