Continuous quantum measurement of a Bose-Einstein condensate: a stochastic Gross-Pitaevskii equation
利用Lindblad算子理论分析了玻色-爱因斯坦凝聚体在连续色散成像下的动力学行为。连续的强测量驱动器的凝聚体的相干态描述内假定的Gross-Pitaevskii平均场的方法。连续的弱测量允许在足够短的时间尺度上,通过Gross-Pitaevskii方程的随机模拟,用平均场近似代替精确问题。后者用于显示经历连续成像的暗孤子的解旋。
2001-12-17 cond-mat quant-ph
Quantum Zeno effects with "pulsed" and "continuous" measurements
研究了量子系统在测量过程中的动力学行为。根据相互作用哈密顿量的特征,通过改变连续(脉冲)测量之间的时间间隔,或者通过改变(连续)测量的“强度”,可以减缓(量子芝诺效应)或加速(逆量子芝诺效应)衰减。
2001-01-11 quant-ph
Dynamics of a quantum reference frame undergoing selective measurements and coherent interactions
本文研究了量子方向参考系在重复相互作用下的动力学行为。我们首先描述测量结果的精确序列如何影响参考系,查看测量记录被平均的情况和保留测量记录的情况。我们发现,特别是,有有趣的动态在后一种情况下,不能通过考虑平均的情况下透露。然后,我们详细考虑如何旋转不变的酉相互作用的序列影响的参考系,这种情况下,导致完全不同的动态比重复测量的情况。然后,我们考虑的策略,用于纠正参考系漂移,如果我们给出了一组粒子的偏振方向相反的漂移。特别是,我们发现,通过实施一个适当选择的幺正相互作用后,每两个测量,我们可以消除旋转漂移的参考系。
2010-05-05 quant-ph
Postselection in lattice bosons undergoing continuous measurements
本文研究连续局域测量下晶格玻色子的后选择问题,提出将测量记录压缩为一两个数再后选择的协议,并解析和数值证明其能以低开销恢复量子轨迹关联函数,且所需信息可从非条件动力学和测量记录中独立获取。
2024-11-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Resonance Fluorescence Spectrum of a Trapped Ion Undergoing Quantum Jumps
实验研究了171 Yb和172 Yb单离子在射频阱中被激光冷却到Lamb-Dicke区后的共振荧光光谱。虽然172 Yb的荧光散射是连续的,但171 Yb的荧光被量子跳跃中断,因为非零自发跃迁率导致亚稳超精细子能级2D 3/2(F=2)中的电子搁置。所得到的暗周期的平均持续时间可以通过改变再泵浦激光场的强度来改变。采用光外差探测技术分析了瑞利弹性散射峰附近的荧光光谱。结果发现,随机调制的荧光发射的量子跳跃引起的洛伦兹分量的荧光光谱中,并且该分量的线宽根据暗荧光周期的平均持续时间而变化。实验观察与理论预测在定量上是一致的。
2000-03-15 quant-ph
Continuous measurements in probability representation of quantum mechanics
讨论了量子力学概率表象下的连续量子测量。引入了与特定测量结果相关联的辛层析图像的部分经典传播子,其中应用了通过受限路径积分的连续测量的表示。经典传播的系统进行非选择性测量的总和,这些部分传播在整个结果集。阐述的方法说明考虑非选择性的量子振荡器和粒子的位置测量。
2021-07-05 quant-ph
Generalized Holstein-Primakoff mapping and $1/N$ expansion of collective spin systems undergoing single particle dissipation
本文提出广义Holstein-Primakoff映射,通过两个玻色子变量描述集体自旋系统的涨落,并发展系统的$1/N$展开,为单粒子耗散或有限温度下的全连接系统提供统一的Bloch球几何描述。
2025-08-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Perfect quantum state transfer of hard-core bosons on weighted path graphs
在分布式量子系统中,通过网络精确传输量子信息的能力是一个重要的基础。虽然完美的量子态转移(PST)可以通过单个粒子在各种图形上进行连续时间量子行走来实现,但不知道在存在相互作用的情况下,PST是否持续许多粒子。我们表明,如果单粒子PST发生在一维加权路径图,然后在这些路径上进行量子行走的硬核玻色子系统也进行PST。分析扩展的Tonks-Girardeau的anastrance加权图使用代数图论中的技术。结果表明,硬核玻色子一般不经历PST,即使在表现出单粒子PST的图形。
2014-12-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Smoothing of Gaussian quantum dynamics for force detection
基于Gammelmark等人最近的工作[Phys. Rev. Lett. 111,160401(2013)],我们开发了一种用于预测和追溯经历连续测量的高斯量子系统的形式主义。我们应用由此产生的形式主义研究的优势,将一个完整的测量记录和追溯脉冲式力检测和加速度计。
2017-12-04 quant-ph
Homodyne Measurement of a Non-Hermitian Qubit Undergoing Fluorescence
Indian Institute of Technology Guwahati(印度理工学院古瓦哈提分校)
本文研究了通过后选择三能级系统实现非厄米特二能级量子比特,并通过连续同调测量分析后选择引入的衰减与测量反馈之间的相互作用,揭示了测量反馈和非厄米特动力学如何共同塑造开放量子系统的瞬态行为。
2026-06-04 quant-ph
Absorbers as detectors for unbound quantum systems
在模拟非束缚量子系统时,经常需要施加复吸收势。虽然这通常是为了避免在数值边界的文物,我们展示了如何吸收器也可以用来探测吸收的粒子的特性。这样,可以保留关于被去除的颗粒的信息。此外,我们解释了如何-以及何时-这样的吸收器作为探测器的意义上,他们允许模拟的动态模拟测量的行为。
2022-02-28 quant-ph
Unusual Interaction of a Pre-and-Post-Selected Particle
弱值越来越多地被认为是探测量子预选择系综和后选择系综的一个重要研究工具,在这些系综中会发生一些异常现象。我们将这个概念推广到更广泛的概念“弱势”,这使得预测粒子之间的相互作用时,其中之一是预先/后选择和相互作用势小。一个谐振子被认为是,经历弱的位置和动量测量之间的强位置测量,并显示出具有特殊的物理性质,影响的动量,而不是与它相互作用的另一个振荡器的位置。
2013-01-10 quant-ph
Measuring the dynamic structure factor of a quantum gas undergoing a structural phase transition
动力学结构因子是描述量子多体系统物理、捕获结构和材料的集体激发的中心量。在凝聚态物质中,它可以通过非弹性中子散射来测量,这是一种能量分辨密度波动的探针。在超冷原子中,由于系统的稀释性,类似的方法迄今还不能应用。在这里,我们报告了一个直接的,实时的和非破坏性的测量量子气体的动态结构因子表现出腔介导的远程相互作用。该技术依赖于光子的非弹性散射,由高精细光学腔内部的增强真空场激发。我们提取的密度波动,他们的能量和寿命,而系统经历了结构相变。我们观察到占领的相关准粒子模式的水平上的几个激发,并提供了一个理论描述这个耗散量子多体系统。
2015-03-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Classical Tracking for Quantum Trajectories
基于随机主方程(SME)的数值积分的量子态估计提供了对受连续弱测量影响的量子系统演化的估计。该方法类似于经典的状态估计方法,因为通过求解SME产生的量子轨迹以连续的经典测量信号为条件。在本文中,我们探讨了使用经典的状态估计的候选量子系统,一个实验可实现的系统的基础上:一个物质对象进行连续反馈冷却的光阱。特别是,我们表明,经典的跟踪方法的基础上粒子滤波器可以用来跟踪量子态,特别是用于更高的温度制度,其中量子态估计变得计算要求。
2022-02-01 quant-ph
Analytic results for Gaussian wave packets in four model systems: I. Visualization of the kinetic energy
使用高斯波包解,我们研究如何分布的动能的薛定谔方程的时间依赖的解决方案对应的情况下,一个自由粒子,一个粒子进行均匀加速,一个粒子在谐振子的潜力,和一个系统对应的不稳定平衡。我们发现,对于特定的初始参数的选择,多达90%的动能可以本地化(至少在概念上)在“前半部分”的高斯波包,我们可视化这些影响。
2004-08-06 quant-ph
Quantum Speed Limits under Continuous Quantum Measurements
物理系统的演化速度从根本上受到量子速度极限(QSL)的限制,量子速度极限在量子科学和技术中有着广泛的应用。我们考虑量子系统由于连续测量而经历随机动力学的演化速度。它表明,有违反标准QSL的轨迹,我们提供的速度范围内的连续测量记录的实现合奏估计。我们确定的分散的进化速度和特征的单轨迹的全部统计。通过刻画Bures角的色散,我们进一步证明了连续量子测量在Hilbert空间中诱导出布朗动力学.
2019-02-24 cond-mat.other quant-ph
Time and Ensemble Averages in Bohmian Mechanics
在一维玻姆量子力学[1]的框架下,对于一个势场经历弱绝热变化的粒子,粒子位置的时间平均值通常与系综平均值显著不同。我们把这个结果应用到弱扰动势是测量装置的反作用(即保护测量)的情况。它表明,在这些条件下,大多数轨迹永远不会穿过测量的位置(如[3]中的特定示例所示)。
2004-12-08 quant-ph
Non-Markovian Particle Dynamics in Continuously Controlled Quantum Gases
研究了量子气体在宏观可观测量连续反馈作用下的单粒子动力学。虽然反馈引起的粒子关联,它表明,解析解是通过正式扩展的单粒子希尔伯特空间的辅助自由度。然后粒子的运动被有色噪声馈送,这有效地将量子统计相关映射到单个粒子上。因此,连续控制气体中的单个粒子在相空间中遵循非马尔可夫轨迹。
2004-11-30 quant-ph
Dephasing by a Continuous-Time Random Walk Process
磁共振光谱和光谱的随机处理需要评估函数,如<exp(i int_0 ^t Q(s)ds)>,其中t是时间,Q(s)是时间s处的随机过程的值,并且角括号表示系综平均。本文给出了这些功能的情况下,Q是一个连续时间的随机游动过程的准确评估。连续时间随机游走描述了一个经历缓慢的、阶跃式时间变化的环境。它也有一个定义良好的高斯极限,因此允许在一个框架内研究非高斯和高斯随机动力学。我们应用这些结果从P掺杂Si半导体的退相数据(在别处收集的数据)中提取量子比特-晶格相互作用参数,并计算了经历随机频率调制的三能级谐振子的二维谱。
2012-05-02 physics.chem-ph quant-ph
Anatomy of Fluorescence: Quantum trajectory statistics from continuously measuring spontaneous emission
研究了超导量子比特在荧光作用下的连续量子测量。量子位的荧光通过保相外差测量来检测,给出荧光正交信号作为两个连续的量子位读出结果。利用测量物理中的随机路径积分方法,导出了状态边界条件之间的最可能路径,并利用图解微扰理论计算了所有随机变量之间的近似时间关联函数.我们专注于在连续测量过程中能量增加的路径。我们的结果相比,蒙特卡罗数值模拟的轨迹,我们发现直接模拟和理论之间的密切协议。我们将这种分析推广到任意连续监测的扩散量子系统。
2015-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Interference of Identical Particles and the Quantum Work Distribution
处于限制势中的量子力学粒子在经历远离热平衡的热力学过程时会相互干扰。通过计算多粒子本征态之间相应的跃迁概率,我们得到了量子功分布函数,对于相同的玻色子和费米子,我们与可区分粒子的情况进行了比较。我们发现玻色子和费米子的量子功分布在低温下有很大的不同,而正如预期的那样,在高温下的工作分布收敛到经典的表达。这些发现说明了两个解析可解的例子,即含时无限方阱和参量谐振子。
2014-12-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Wires with Quantum Memory
我们表明,量子粒子约束沿曲线进行循环变形获得,在一般情况下,几何相位。我们明确对待一个例子,涉及特定的变形的圆,并思考潜在的应用。
2008-04-19 math-ph math.MP quant-ph
Rapid estimation of drifting parameters in continuously measured quantum systems
研究了连续测量下量子系统中哈密顿参量的确定问题。我们展示了一种计算快速但统计上最优的方法来估计一个未知的和可能的时间依赖性参数,在那里我们最大限度地提高所观察到的随机读出的可能性。通过直接处理原始测量记录而不是量子态轨迹,可以在获取数据的同时执行估计,从而允许在缓慢漂移期间实时地连续跟踪参数。此外,我们将现实的非理想性,如退相干过程和测量效率低下。作为一个例子,我们专注于连续测量量子比特的拉比频率的值的估计,并比较极大似然估计一个更简单的快速傅立叶变换。使用这个例子,我们讨论的估计的质量如何取决于测量的强度和持续时间,我们还讨论了估计的准确性和漂移的敏感性之间的权衡估计持续时间是不同的。
2016-06-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scaling behavior of the stationary states arising from dissipation at continuous quantum transitions
我们研究了非平衡动力学的临界行为和从相干动力学和耗散动力学之间的竞争中出现的稳态接近量子相变。后者是由系统与马尔可夫浴的耦合引起的,使得系统的密度矩阵的演化可以由Lindblad主方程有效地描述。我们设计出一般的标度行为的平衡外的演变和定态出现在大的时间限制通用的初始条件,在参数的哈密顿提供的相干驱动和那些与耗散的相互作用与环境。我们的框架是支持的数值结果进行量子伊辛过渡的一维晶格费米子气体的动力学,在存在耗散机制,其中包括本地泵和衰变的粒子。
2019-11-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical Casimir effect in curved spacetime
经历相对论运动的边界可以从量子真空波动中产生粒子,这种现象被称为动态卡西米尔效应。我们研究粒子的创造,更一般的量子场态的变换,由于弯曲时空中的边界运动。我们提供了一种新的方法,使广泛的轨迹和时空的影响的计算。我们将其应用到用于检测动态卡西米尔效应的实验方案中,现在采用史瓦西度规,并发现时空曲率导致的粒子创造中的新共振。最后,我们讨论了玻色-爱因斯坦凝聚体的声子场效应的一种可能的增强。
2017-07-05 gr-qc quant-ph
Schrödinger Equation of a particle in an Uniformly Accelerated Frame and the Possibility of a New kind of Quanta
在这篇文章中,我们已经开发了一种形式,以获得的Schr $\ddot{\rm{o}}$ dinger方程的一个帧中的粒子进行均匀加速,否则平坦的闵可夫斯基时空几何。给出了该方程的精确解,得到了本征函数和相应的本征值。已经观察到Schr $\ddot{\rm{o}}$ dinger方程可以简化为一维氢原子问题。而量子化的能级与一维量子谐振子的能级完全相同。因此,考虑到跃迁,我们已经预测了一种新的量子的存在,如果粒子分别被激发或去激发,它们将被发射或吸收。
2015-08-01 astro-ph.HE gr-qc quant-ph
Path probability of stochastic motion: A functional approach
利用泛函方法研究了随机运动质点的路径概率,导出了路径概率分布泛函的一般公式。在管/带内找到路径的概率,其中心由给定路径规定,以类似于量子力学中的连续测量的方式进行分析评估。然后,这里开发的形式主义应用于金融股票价格的随机动态。
2016-02-13 cond-mat.stat-mech q-fin.GN quant-ph