Incoherent control of electromagnetically induced transparency and Aulter-Townes splitting
在三能级系统的统一框架下,研究了相干激光驱动、非相干泵浦和弛豫作用下探测光的吸收和色散。详细研究了电磁感应透明(EIT)和奥特勒-汤斯分裂(ATS)。在统一三能级系统的相图中,不同的线型和机制对应着不同的参数区域,非相干跃迁可以控制EIT和ATS之间的交叉。三能级系统的非相干控制使得量子光学中各种现象的研究成为可能,有利于光与物质相互作用的实验。
2014-10-20 physics.optics quant-ph
Incoherent control of two-photon induced optical measurements in open quantum systems: quantum heat engine perspective
本文提出用非相干控制协议优化开放量子系统中的双光子光学测量,并将其建模为量子热机,证明其最大功可超越经典泵浦方案,为量子光双光子过程的测量控制提供新途径。
2022-03-08 physics.optics quant-ph
Quantum correlations and violation of Bell inequality induced by External Field in a two photon radiative cascade
本文研究了外场驱动下四能级辐射级联中光子对的偏振相关二阶关联。研究发现,由于辐射级联中中间能级的能量分裂而退化的发射光子的量子相关性可以通过远失谐的外场有效地恢复。这种复兴的物理学与诱导的斯塔克位移和非共振外场在系统中形成的修饰态有关。此外,我们还研究了相干外场效应与中间能级非相干退相效应之间的竞争。我们发现,由于非相干退相引起的量子关联的退化可以满足于与外场的小的退相。我们还研究了辐射级联的非局域性的相关性,通过评估贝尔不等式的线偏振基。我们发现,贝尔参数迅速下降的增加,在中间能级的能量分裂或非相干退相率的程度上,没有违反。然而,外场的存在导致控制的退化机制和保存的光子之间的非局部相关性。这反过来又可以诱导,违反贝尔不等式的辐射级联任意中间能级分裂和小的非相干退相。
2011-09-19 quant-ph
Robust Control of High-dimensional Quantum Systems against Coherent and Incoherent Errors
本文提出一个系统框架,通过泰勒展开和Suzuki-Trotter展开,将不确定量子系统的鲁棒控制转化为增广确定性系统的最优控制问题,从而高效实现对多量子比特系统相干和非相干误差的鲁棒控制。
2025-07-10 quant-ph
Population Oscillations and Ubiquitous Coherences in multilevel quantum systems driven by incoherent radiation
研究多能级量子系统在非相干辐射下的激发,证明四能级及以上系统必然产生噪声诱导相干性,并揭示其通过相干转移引发布居振荡,为实验探测复杂量子系统的相干动力学提供依据。
2023-09-29 physics.chem-ph quant-ph
Spontaneously generated atomic entanglement in free space: reinforced by incoherent pumping
研究了自由空间中两个全同多能级原子之间通过真空辐射耦合产生的自发纠缠。结果表明,在由两原子间的激发态寿命和辐射耦合强度决定的时间尺度内,两原子系统中的SGE最初可能随时间增加,但最终消失.我们证明了通过非相干泵浦双原子系统的激发态,可以建立稳态的SGE。我们已经表明,适当的非相干泵浦速率可以帮助产生最佳的SGE。多能级系统为我们建立纠缠提供了更多的渠道。所考虑的系统可以实现在一个紧密的陷阱或原子/离子掺杂在固体衬底。
2009-08-06 quant-ph
Quantum control limited by quantum decoherence
我们描述了量子可控性的影响下的量子退相干诱导的量子控制本身。研究表明,当控制器被看作一个量子系统时,它将与被控系统纠缠,从而导致被控系统的量子退相干。在与这种诱导退相干的竞争中,在装备良好的量子控制过程中,可控性将受到某些不确定性关系的限制。结合相位不确定性和标准量子极限,研究了一个一般模型,证明了在有限时间内实现有限能量无消相干量子控制的可能性.如果量子控制的操作由控制器的初始状态决定,那么由于量子控制本身的退相干,量子可控性存在一个下界.
2006-03-16 quant-ph
Coherent dynamics of V-type systems driven by time-dependent incoherent radiation
自然界中的光诱导过程通过用缓慢开启的非相干光照射而发生。本文采用一种新发展的主方程方法,对V型系统的非相干激发随时间变化的一般情况进行了解析求解。明确的证据出现的辐射诱导的相干性的消失,辐射的开启时间超过特征系统的时间。后者的情况下,在性质上,所有相关的动力学时间尺度以外的近简并能级。我们估计,在无辐射弛豫和退相干的情况下,开启时间慢于1毫秒(仍然短的自然标准)诱导Fano相干能量本征态之间的分离小于0.9厘米$^{-1}$。
2016-08-25 physics.chem-ph quant-ph
Observable geometric phase induced by a cyclically evolving dissipative process
在一份重要的文件(物理学评论Lett。96,150403(2006)),我们提出了一种新的方法,通过完全非相干现象在量子系统上产生可观测的几何相位。其基本思想是通过“机械地”操纵系统与之相互作用的环境,迫使系统的基态周期性地演化。本文以更直接的方式求解了我们以前分析过的一个多能级原子与宽带压缩真空玻色浴相互作用的具体方案,该玻色浴的压缩参数沿一个闭环随时间平滑变化。这个新的解强调了系统的基态上的几何相位实际上是由于纯粹的非相干动力学引起的
2006-10-17 quant-ph
Coherence turned on by incoherent light
在生物学中关于非平凡量子效应的争论中,最相关的问题之一是关于自然光合作用。由于太阳光是由热光子组成的,因此人们认为它不能在物质中诱导量子相干性,因此量子力学与光吸收后的动力学过程无关。然而,我们目前对玩具"分子聚集体”的分析--由两个偶极-偶极相互作用的两能级原子组成,被视为一个开放量子系统--表明非相干激发确实可以触发持续存在的相干动力学:我们证明了由偶极-偶极相互作用引起的集体衰变过程会产生相干的分子间输运--而不管入射辐射的相干特性如何。我们的分析表明,稳态相干介导的分子之间的布居不平衡,因此,{ \it增加}与两个能级原子之间的能量差。我们的研究结果确立了集体衰变过程在超快量子物理研究中的重要性,特别是它们在非相干驱动量子输运中产生稳态相干性的潜在作用。
2018-07-27 quant-ph
Fluorescence control through vacuum induced coherences
研究了在两个相干光场驱动下,四能级原子J = 1/2到J = 1/2跃迁的共振荧光。我们发现,非相干荧光光谱显示了原子系统中真空诱导相干性的直接指示。我们表明,这种一致性体现本身通过增强或抑制的光谱峰在$π$偏振荧光。还研究了驱动场的相对相位对光谱特性的影响。我们发现,相位相关的增强或抑制的荧光峰出现在沿$σ$跃迁发射的非相干光谱。据发现,这种相位依赖性发生,因为用于观察的荧光偏振检测方案。我们提出了一个解析的解释,原子-场系统的缀饰态的基础上,解释的数值结果。
2018-08-16 quant-ph
Generation of entanglement between bright light fields via incoherent spontaneous emission
本文提出在闭合双Λ型四能级原子系统中,利用自发辐射诱导的破坏性量子干涉抵消自发辐射噪声,实现两个明亮泵浦场间近乎完美的纠缠,适用于现实量子信息处理。
2025-05-01 quant-ph
Long-lived quasi-stationary coherences in V-type system driven by incoherent light
我们提出了一个理论研究的噪声诱导的量子相干性在一个模型的三能级V型系统与非相干辐射,一个重要的原型广泛的物理系统,从囚禁离子到生物分子和量子点。通过求解V型系统的量子光学运动方程,我们得到了噪声诱导相干态的解析表达式,并证明了它们在大激发能级间距$Δ$($Δ/γ\gg 1$,其中$γ$是辐射衰减率)的极限下表现出振荡行为.最值得注意的是,我们发现,在相反的限制小的水平间距$Δ/γ\ll 1$,适合于大分子,(a)cohesive可以生存任意长的时间$τ=(2/γ) (Δ/γ)^{-2}$,最终衰减到零之前,和(b)cohesive在短时间内可以是大量的。我们进一步表明,长寿命的相干性可以对环境松弛和退相干鲁棒,并讨论了量子热机的设计和生物系统的非相干光激发的影响。
2014-07-17 physics.chem-ph quant-ph
Measurement-Induced Boolean Dynamics and Controllability for Quantum Networks
Academy of Mathematics and Systems Science, Chinese Academy of Sciences(中国科学院数学与系统科学研究院);The Australian National University(澳大利亚国立大学);The University of Sydney(悉尼大学)
本文研究了受序列局部或全局量子测量影响的量子网络动力学,揭示了此类混合量子动力学诱导出的概率布尔递归,并分析了测量对量子网络可控性的影响。
2019-11-14 cs.SY eess.SY quant-ph
Enhancement of Entanglement via Incoherent Collisions
该研究突破碰撞会破坏高温量子纠缠的传统认知,在梯型三能级EIT系统中发现中等范围碰撞衰减速率可通过调控干涉增强亮场纠缠,为室温下实现纠缠及量子信息应用提供新途径。
2023-07-22 quant-ph
Interaction-induced decoherence in non-Hermitian quantum walks of ultracold Bosons
本文研究了粒子相互作用对二分一维晶格上的量子行走的影响。相应的非相互作用(线性)系统已被证明具有由衰减前的平均位移描述的拓扑转变。在这里,我们使用这个拓扑量来区分相干量子动力学与非相干经典动力学所造成的破坏的平移对称性。我们进一步分析的行为,通过速率方程提供了一个定量描述的非相干非线性动力学。
2012-09-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Secular vs. Non-secular Redfield Dynamics and Fano Coherences in Incoherent Excitation: An Experimental Proposal
两种不同的主方程方法已经正式推导出解决开放量子系统与热环境(如阳光)相互作用的动力学。他们导致了两种不同的物理结果:非长期方程,显示噪声诱导(法诺)相干性和长期方程,不。利用宽带非相干辐射激发的磁场中的Ca原子,对非久期项的出现进行了实验检验。显着不同的模式的荧光预测,允许一个明确的测试的长期和非长期的方法和观察法诺cohesivity的有效性。
2017-11-28 physics.atom-ph quant-ph
Quantum trajectory approach to stochastically-induced quantum interference effects in coherently-driven two-level atoms
用量子轨道方法分析了强相干光场驱动下二能级原子的随机微扰。提出了一种新的共振荧光光谱数值模拟计算方法。结果表明,在非相干扰动占主导地位的情况下,随机噪声可以意外地在相邻原子缀饰态之间产生相位关联。这种相位相关性是相关跃迁之间的量子干涉的原因,导致共振荧光光谱的异常修改。
2002-07-02 quant-ph
Quantum dynamics of incoherently driven V-type system: Analytic solutions beyond the secular approximation
本文给出了弱耦合驱动的V型系统的非久期Bloch-Redfield主方程的封闭解析解。我们重点研究了初始处于基态的V-系统的非相干驱动引起的激发态之间的噪声诱导Fano相干。对于突然开启的非相干驱动,相干性的时间演化由阻尼参数$ζ=\frac{1}{2}(γ_1+γ_2)/Δ_p$决定,其中$γ_i$是激发能级$i=1,2$的辐射衰减率,而$Δ_p=\sqrt{Δ^2 + (1-p^2)γ_1γ_2}$取决于激发态能级分裂$Δ>0$和能量基中跃迁偶极矩之间的角度。在欠阻尼极限($ζ\gg1$)时,相干态作为时间的函数振荡,在过阻尼极限($ζ\ll 1$)时,相干态接近长寿命准稳态,在临界阻尼($ζ= 1$)时,相干态表现出中间行为。突然的非相干开启产生激发本征态$|e_1\rangle$和$|e_2\rangle$以及它们的同相相干叠加$|ϕ_+\rangle = \frac{1}{\sqrt{2\bar{r}}}(\sqrt{r_1} |e_1\rangle + \sqrt{r_2}|e_2\rangle)$的混合物,其在过阻尼极限(其中$r_1$和$r_2$是非相干泵浦速率)中显著地长寿命。这种相干叠加{ \it}的形成增强了从激发态到基态的衰减速率。在强非对称的V-系统的基态和激发态之间的耦合强度显着不同,我们确定额外的渐近准定相干,这是由于缓慢的平衡的激发态之一。最后,我们…
2016-01-11 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Measurement induced chaos with entangled states
研究了具有相同制备的双量子比特系统的系综在迭代测量和有条件选择的典型纠缠纯化协议下的动力学行为。结果表明,测量诱导的两量子比特态的非线性动力学表现出很强的对初始条件的敏感性和真正的混沌。对于一类特殊的初始准备的两个量子比特状态的两种类型的岛表征的渐近极限。它们分别对应于一个可分离的和一个最大纠缠的两量子比特态,它们的边界形成分形结构。在存在非相干噪声的情况下,会出现额外的稳定渐进循环。
2011-07-11 quant-ph
Transport enhancement from incoherent coupling between one-dimensional quantum conductors
研究了自旋为1/2的粒子在海森堡XXZ哈密顿量下的高度各向异性二维晶格的非平衡输运性质。晶格的各向异性使我们能够在有限温度下将系统近似为非相干耦合的一维链阵列。我们发现,在强链内相互作用的制度,弱链间耦合显着提高自旋输运的驱动系统。有趣的是,我们发现这种增强随着链的长度而增加,这与超扩散自旋输运有关。我们描述了这种效应背后的机制,将其与失相引起的单链中的类似现象进行比较,并解释了为什么前者要强得多。
2016-11-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Optimized pulses for population transfer via laser induced continuum structures
我们使用最佳控制来找到最佳脉冲形状,以最大化通过连续态耦合的两个束缚态之间的布居转移。我们发现,最优有界控制获得bang-interior和cohor-bang形式,与bang部分对应的最大允许控制值和内部部分的值之间的零和最大值。然后,我们使用数值最优控制,以获得切换次数和内部控制值。我们将我们的结果与使用高斯STIRAP脉冲获得的结果进行了比较,发现最佳方法的性能更好,改善的程度取决于有效的双光子失谐和非相干损失的大小。当我们考虑有效双光子共振时,对于较大的非相干损耗,改善更显着,而当我们考虑有效双光子失谐时,对于较小的非相干损耗,改善更好。我们还得到了传输效率如何随着Fano因子的绝对值的增加而增加。目前的工作预计将在两个束缚态之间通过连续结构的人口转移发挥重要作用的领域中找到应用,例如相干效应,如人口捕获和电磁诱导透明,光波在基于波导的光子结构中传播的光学类似物,以及通过玻色子或波导模式的连续体耦合的量子位。
2021-12-27 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Energy Transfer Mechanism Under Incoherent Light Excitation in noisy Environments: Memory Effects in Efficiency Control
本研究采用Kubo量子随机刘维尔方程纳入记忆效应,探究噪声环境中非相干光激发下的能量转移机制,揭示了非马尔可夫到马尔可夫区过渡中效率的变化规律及效率对位点能量异质性的非单调依赖关系。
2024-04-13 cond-mat.other physics.bio-ph physics.chem-ph
Noise-Induced Coherence in Molecular Processes
激发分子的入射非相干电磁辐射,如阳光,详细描述和对比的相干(如激光)光的效果。由前者引起的量子相干性的性质,相关的运输过程中的性质和技术,强调。平衡态和稳态的情况下进行了讨论,三个例子:简单的模型,钙激发偏振光,和视紫红质的视网膜异构化被用来暴露潜在的定性性质的建立cohesive。
2021-09-14 physics.atom-ph physics.bio-ph physics.chem-ph
Characterization of Polariton Dynamics in a Multimode Cavity (II): Coherent-Incoherent Transition Driven by Photon Loss
本文通过复本征谱与非厄米波包传播分析,揭示可调多模腔中光子损耗驱动的相干—非相干转变及上下极化激元支的互补动力学。
2025-07-25 physics.chem-ph quant-ph
Moiré-induced optical non-linearities: Single and multi-photon resonances
莫尔激子有望成为一个新的平台,利用它可以在前所未有的相互作用强度范围内产生和操纵光和物质的混合量子相。我们通过研究激子与腔光子耦合的玻色-哈伯德模型来探索这种机制的性质。我们发现,稳定状态表现出丰富的相图与显着的双稳多光子共振反映强激子间的相互作用。在激子的非相干泵浦下,我们发现该系统可以实现单光子和多光子激光。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Dzyaloshinskii-Moriya interaction as a coherence diagnostic for chirality-induced spin selectivity
Indian Institute of Technology Roorkee(印度理工学院鲁尔基分校)
本文通过分析手性分子桥超交换相互作用中的对称性,提出Dzyaloshinskii-Moriya相互作用可作为区分相干与非相干手性诱导自旋选择性的序参量,并预测了实验可观测的相干旋转角阈值。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Can Natural Sunlight Induce Coherent Exciton Dynamics?
系统地研究了非相干太阳光对光合作用分子聚集体的激发。对于一个封闭的系统,由太阳光引起的激发态相干振荡的平均振幅是成反比的激子间隙,并达到一个稳定的振幅,取决于温度和辐射场的相干时间。对于一个开放系统,光诱导的动态相干性松弛到一个静态相干性所确定的非正则热分布与声子浴纠缠产生。激发态粒子数向共同基态的衰减建立了由太阳光驱动的非平衡稳态通量,并且它定义了观察从动态相干到静态相干的转变的时间窗口。对于与光合系统相关的参数,由太阳光引发的激子动力学在亚皮秒时间尺度上表现出不可忽略的动态相干性(量子拍);然而,该亚皮秒时间尺度对于光捕获系统来说足够长以建立静态相干性,这在有效的能量转移中起着至关重要的作用。此外,由太阳光引起的非平衡稳态和由激光$δ$脉冲从基态引发的相干动力学之间建立了关系,从而在非相干太阳光激发和超快光谱之间建立了直接联系。
2014-08-21 physics.bio-ph physics.chem-ph quant-ph