Nearest-Neighbor Detection of Atoms in a 1D Optical Lattice by Fluorescence Imaging
我们克服了稀疏填充一维光晶格中中性原子荧光成像的衍射极限。在433 nm的周期，我们可靠地推断两个原子的分离到最近的邻居。我们观察到光诱导的原子占据相同的晶格位置的损失，而在相邻的晶格位置的原子，没有损失，由于光诱导的相互作用发生。我们的方法指向光晶格系统中的相关量子态的表征与填充因子高达一个原子每个晶格网站。
2009-02-06 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Rydberg atoms with a reduced sensitivity to dc and low-frequency electric fields
使用38.465 GHz的非共振微波修整场来消除在约1 V/cm的直流场中$^{87}$ Rb的$49s_{1/2}$和$48s_{1/2}$里德堡态之间的静电偶极矩差。降低的敏感性电场波动测量使用双光子微波光谱。一个反常的光谱双峰归因于在修整场的偏振椭圆。所展示的抑制静态偶极矩差异的能力-同时保持对高频场的灵敏度-适用于使用里德伯原子的传感器和/或量子器件。
2013-01-17 physics.atom-ph quant-ph
Reduced density matrix description of high-harmonic generation in multi-electron atoms: exploring sub-cycle correlation effects
本研究引入约化密度矩阵描述方法，探索并量化多电子原子高次谐波产生过程中的亚周期电子关联效应，对比发现稀有气体与碱土金属原子的关联参数亚周期变化差异显著，并结合自然轨道动力学给出解释。
2025-09-05 physics.atom-ph quant-ph
Fast initialization of a high-fidelity quantum register using optical superlattices
我们提出了一种快速产生可寻址量子位的量子寄存器的方法，该寄存器由存储在光晶格中的超冷原子组成。从半填充晶格开始，我们去除每隔一个晶格势垒，通过动态地打开超晶格电势，这导致具有单位填充的莫特绝缘体状态中的长波长晶格。由此产生的晶格的更大周期性可以使通过外部激光对原子进行单独寻址成为可能。我们发展了一个玻色-哈伯德模型，用于描述通过加入超晶格势使晶格周期加倍时，晶格中冷原子的动力学。从一个半填充到一个半填充的晶格的过渡的动力学进行了数值分析的帮助下的时间演化块抽取算法和分析使用Kibble-Zurek理论。我们表明，整个过程的时间尺度，即创建半满晶格和随后的晶格周期加倍，是显着快于绝热直接量子冻结成莫特绝缘体的大晶格周期的超流体。因此，我们的方法在快速时间尺度上提供了可寻址量子位的高保真度量子寄存器。
2007-06-11 cond-mat.other quant-ph
Dynamic optical lattices: two-dimensional rotating and accordion lattices for ultracold atoms
我们展示了一种新的实验安排，旋转的二维光晶格的频率高达几千赫兹。在这种旋转晶格中的超冷原子可以用于在大的有效磁场下强关联系统的直接量子模拟，允许研究诸如分数量子霍尔效应之类的现象。我们的安排还允许动态地改变2D光晶格的周期性，产生2D手风琴晶格。
2008-10-10 quant-ph
Entropy of entangled three-level atoms interacting with entangled cavity fields: entanglement swapping
利用VonNeuman熵研究了纠缠原子与纠缠腔场部分相互作用系统的动力学行为，并描述了纠缠交换的特征。我们用全微观哈密顿方法研究了双光子相互作用。得到了熵的显式表达式，并据此估计了最大周期。对纠缠原子与腔场系统熵的数值模拟表明，其时间演化呈现多周期性。讨论了失谐量对熵的周期和幅值的影响。
2010-02-20 quant-ph
Asymmetric Two-dimensional Magnetic Lattices for Ultracold Atoms Trapping and Confinement
提出了一种实现非对称二维磁晶格的新方法。非对称二维磁晶格可以通过在磁性薄膜的表面上周期性地分布磁性最小值来创建，其中周期性可以通过在膜的表面上铣削$n\times n$方孔来实现。量子器件是用来囚禁低温下在低磁场寻找态制备的超冷原子和量子简并气体，如玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和超冷费米子。我们提出了详细的分析的解析表达式和用于计算外部磁场的数值模拟过程。我们还描述了磁性极小值的非对称效应所表现出的磁性带隙结构，并展示了一些可能的应用。我们分析了改变磁晶格的特征参数的效果，如分离周期长度和孔的大小，随着应用程序的外部磁偏置场，以保持和分配一个合适的非零磁局部极小值在有效的$z$距离以上的薄膜表面。合适的值，保持捕获的超冷原子远离热马约拉纳自旋翻转和表面Casimir-Polder效应。
2009-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical waveguiding by atomic entanglement in multilevel atom arrays
近年来，亚波长原子阵列或其他量子发射体的光学性质引起了人们极大的兴趣。例如，发射光的强相长干涉或相消干涉使阵列能够用作近乎完美的镜子，支持拓扑边缘状态，并允许指数更好的量子存储器。在这些提议中，假设的原子结构很简单，由一个独特的电子基态组成。在线性光学中，该系统相当于经典介电粒子的周期性阵列，其周期性支持导模的出现。然而，还不知道这种现象是否在超精细结构的存在下持续存在，如大多数量子发射体所表现的。在这里，我们表明，波导可以产生丰富的原子纠缠作为一个量子多体效应，并阐明了必要的条件。我们的工作代表了理解具有现实电子结构的原子阵列中的集体效应的重要一步。
2019-12-19 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Realization of a stroboscopic optical lattice for cold atoms with subwavelength spacing
光晶格通常通过ac-斯塔克位移产生，其被衍射限制为周期性$\geλ/2$，其中$λ$是用于产生它们的光的波长。具有较小周期性的晶格可能对具有冷原子的多体物理学有用，并且可以通过具有亚波长特征的相移晶格的频闪应用产生。在这里，我们证明了一个$λ/4$间隔晶格频闪应用光学Kronig-Penney（KP）的潜力，使用空间相关的暗态产生的。我们直接探测周期性的$λ/4$间隔晶格通过测量的平均概率密度的原子加载到基态的晶格。我们在这个晶格中测量原子的寿命，并讨论了限制这种频闪方法的适用性的机制。
2020-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Noise Sensitivities for an Atom Shuttled by a Moving Optical Lattice via Shortcuts to Adiabaticity
我们发现噪声灵敏度（即，能量相对于噪声扰动的二次项），该粒子通过光晶格穿梭，该光晶格根据捷径到绝热性传输协议移动。噪声影响不同的光晶格参数，陷阱深度，位置和晶格周期性，被认为是。我们发现通用表达式的灵敏度为任意的噪声谱，但专注于白噪声限制作为一个基本的参考，和Ornstein-Uhlenbeck噪声占非零相关时间的影响。
2020-02-10 quant-ph
The role of quasi-momentum in the resonant dynamics of the atom-optics kicked rotor
我们研究了初始原子动量分布对量子踢转子的原子光学实现的动力学的影响。原子被脉冲光晶格踢，其周期性意味着准动量在输运问题中是守恒的。我们从实验和理论上研究和比较了被踢转子的两种共振极限：量子共振附近和踢周期消失的半经典极限。研究发现，对于相同的准动量分布，在量子共振附近，准动量的影响会导致系统偏离被踢转子模型，而在经典共振附近（即踢周期较小时），准动量的影响消失.
2005-10-19 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Enhanced and reduced atom number fluctuations in a BEC splitter
我们测量原子数的统计后，分裂气体的超冷87 Rb原子在一个纯磁双势阱原子芯片上创建的潜力。在低于玻色-爱因斯坦凝聚的临界温度T_c时，我们观察到原子散粒噪声水平以下的约-4.9dB的涨落。在T_c附近，波动上升到+3.8dB以上，然后在较高温度下达到散粒噪声水平。我们使用双模和经典的场模拟来模拟这些结果。这使我们能够确认，超散粒噪声波动直接源自量子统计。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Periodicity of quantum correlations in the quantum kicked top
量子踢顶是研究含时混沌哈密顿系统的基本模型，并已在实验中得以实现。由于量子踢顶可以表示为量子比特系统，它也是研究量子相关性测量（如纠缠、量子不和谐和其他多体纠缠测量）的试验平台。此外，早期对踢顶的研究已经导致了对这些措施如何受到经典动力学特征影响的广泛理解。在这项工作中，依赖于量子相关措施的局部幺正变换下的不变性，它正好显示这些措施显示周期性行为，无论是作为时间的函数，或作为该系统中的混沌参数的函数。由于踢顶已经在实验上实现了使用冷原子以及超导量子比特，它指出，这些周期性必须考虑到，而选择的实验参数，以便可以避免重复。
2018-12-01 math-ph math.MP nlin.CD
Thermalization of Atom-Molecule Bose Gases in a Double-Well Potential
研究了双势阱中原子-分子玻色气体的非平衡动力学。在这个系统中，内部原子-分子隧穿对动力学有重要影响。我们通过研究量子系统的能级统计来研究动力学的周期性。我们发现，混沌能量本征态是由阱间隧穿和原子-分子内部隧穿的竞争引起的。此外，我们还证明了当系统处于混沌状态时，全量子动力学中的物理量会松弛到微正则平均。这种热化是由本征态热化假说（ETH）的验证引起的。我们数值计算表明，ETH的发病同时发生的混沌。此外，我们还证明了能量本征态在混沌发生的同时也成为指数局域态。
2011-04-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optical lattice with spin-dependent sub-wavelength barriers
我们分析了一个三脚架原子光耦合方案，其特征在于两个暗态扮演准自旋态的角色。结果表明，通过适当地配置耦合激光场，可以创建一个与自旋相关的亚波长势垒的晶格。这允许灵活地改变原子运动，范围从有效的砖墙型晶格中的原子动力学到一个暗态中的原子的自由运动和另一个暗态中的原子具有两倍小的周期性的紧密结合晶格。在这两个区域之间，光谱经历了由激光场控制的显著变化。三脚架晶格可以使用当前的实验技术来产生。使用三脚架方案来创建简并暗态的晶格，为自旋有序和对称性破缺开辟了新的可能性。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
States of an Ensemble of Two-Level Atoms with Reduced Quantum Uncertainty
我们利用光量子非破坏测量方法制备了5 × 10^4个铷-87原子系综的纠缠态。共振增强测量使原子系综处于压缩自旋态，该系综是在超精细时钟能级的叠加中制备的。通过比较量子投影噪声的降低（高达8.8（8）dB）与随之而来的相干性降低，我们证明了一个时钟输入态的光谱灵敏度超过标准量子极限3.0（8）dB。
2010-02-18 quant-ph
Coupled two-component atomic gas in an optical lattice
本文对一维光晶格超冷原子（玻色子或费米子）的理想耦合二元气体基态进行了从头算研究。由于原子的内部两能级结构，布里渊区是晶格势周期性所施加的两倍大。这反映在布洛赫色散曲线中，其中能带有规律地具有几个局部最小值。因此，当系统参数在共振条件下调谐时，发生非零温度相变，这是由内部原子能和动力学原子能之间的相互作用引起的。对于费米子，这种相变具有拓扑性质，因为费米面的结构在临界值附近发生变化。结果表明，这些现象在二维和三维光晶格中同样存在。
2009-01-08 cond-mat.other quant-ph
Phase-controlled atom-photon entanglement in a three-level V-type atomic system via spontaneously generated coherence
利用原子约化熵研究了V型三能级量子系统中原子-光子纠缠的动力学行为。结果表明，在稳态下，原子与光子之间存在纠缠，但在一定条件下，原子与光子之间也可以实现退纠缠。结果表明，在存在自发发射诱导的量子干涉时，约化熵和原子-光子纠缠是相位相关的。当完全考虑由自发发射引起的量子干涉时，也得到了非稳态解。
2012-10-12 quant-ph
Quantum light by atomic arrays in optical resonators
研究了原子与高精细光学谐振腔模式耦合并受激光驱动时，原子阵列的光散射。当von-Laue条件不满足时，腔模中没有相干辐射，后者是通过非弹性散射过程泵浦的。我们考虑这种情况，并确定不同的非线性光学过程可能发生的条件。我们表明，这些过程可以通过适当地调整激光和腔耦合的强度，激光和腔轴之间的角度，和阵列的周期性来控制。当系统既可以作为简并参量放大器工作，又可以作为反聚束光源工作时，我们描述了光的相干特性。我们的研究使我们能够识别的原子阵列和相应的参数制度的非线性光学响应的各个多光子组件，从而在原则上允许一个控制介质的非线性光学响应。
2011-08-22 quant-ph
Localization transition in presence of cavity backaction
研究了高精细度腔中被外光晶格约束的原子的局域化跃迁。原子-腔耦合产生有效的次级晶格势，其波长与光晶格的周期性不相称。与Aubry-André局域化跃迁类似，腔晶格可以诱导原子波函数局域化。从腔和原子的主方程出发，我们将系统动力学映射到哈伯德哈密顿量，该哈伯德哈密顿量可以在适当的限制下减少到哈珀哈密顿量。我们评估了原子基态的相图，并表明扩展波函数和局域波函数之间的转变受到腔非线性强度的控制，这决定了局域区域的大小和李雅普诺夫指数的行为。特别地，李雅普诺夫指数表现出与光机械共振相对应的类似共振的行为。最后，我们讨论了这些预测的实验可行性。
2016-05-04 quant-ph
An investigation of a nonlocal entanglement of two uncoupled atoms embedded in a coherent cavity field and the associated phase space distribution: one quantum non-linear process
研究了两个非耦合原子在相干光场分布中通过一次量子跃迁过程后的纠缠特性。一种情况下的非线性哈密顿的问题被认为是通过一个非线性介质的效果说明。此外，还分析了原子间跃迁与电磁场之间的频率差的影响。我们表明，调整所考虑的非线性介质和频率差的参数，导致一个强大的控制的纠缠度，可以获得良好的纠缠演化的周期性，这是非常重要的预测传输信息的行为，通过各种信息处理方案的应用。我们对两种情况下的原子-原子纠缠进行了详细的比较研究，这两种情况对应于两个原子不同的注入到腔场中。此外，我们提出了一个答案的问题：一个复合系统的量子相空间结构如何与相应的量子系统的纠缠特性？我们演示了如何在非线性三方系统的纠缠可以与相空间分布的离域。
2010-03-13 quant-ph
Electromagnetically induced transparency and reduced speeds for single photons in a fully quantized model
我们介绍了一个简单的电磁感应透明模型，其中所有的领域被处理的量子力学。本文研究了一维多模光学腔中三个原子在固定位置上的相互作用。第一个原子作为单个自发发射光子的源;光子从三能级λ组态原子散射，该原子与耦合两个原子能级的单模场相互作用;第三个原子作为总透射场的检测器。我们找到了量子动力学的解析解。从量子振幅描述的激发探测器原子，我们提取的信息，提供精确的单光子模拟半经典理论预测的波延迟。我们还发现互补信息的期望值的电场强度运营商。
2002-04-30 physics.optics quant-ph
Entangled collective-spin states of atomic ensembles under non-uniform atom-light interaction
本文研究了原子系综与光模非均匀相互作用下纠缠的光学产生和验证。我们表明，对于广泛的参数范围内的非均匀耦合的原子自旋系统可以被描述为一个合奏的均匀耦合的自旋与减少有效的原子光耦合和减少有效的原子数，与减少因子的顺序统一给出的合奏模式几何。这种描述是有效的，即使是复杂的纠缠态与任意相空间分布函数，只要检测不解决单自旋。此外，我们推导出的情况下，在实践中的相关性，在不同的状态生成和测量之间的系综模式耦合的可观察到的纠缠的解析公式。
2015-10-05 quant-ph
Entanglement of a two-atom system driven by the quantum vacuum in arbitrary cavity size
研究了两个全同原子与量子场相互作用系统的动力学纠缠。作为这个物理系统的简化模型，我们考虑两个谐振子在缀饰坐标系中线性耦合到一个无质量的标量场，态近似将整个系统封闭在一个半径为R的球腔中。通过一个称为纠缠度的量，我们将讨论由原子态叠加而成的一系列初始态的两原子系统的纠缠演化。我们的结果揭示了两个原子的纠缠度随时间的演化，对于任意的腔尺寸和任意的耦合常数，弱，中，强。我们所有的计算都是精确的，只有最后一步是数值计算。这些数值解给出了一些有趣的结果，如准随机涨落，具有周期性。我们发现的另一个有趣的结果是，当系统最初最大纠缠（解纠缠）时，在时间t = 2R之后，系统再次变得强烈纠缠（解纠缠），特别是在第一次振荡期间，后来这种现象可能会被破坏，这取决于初始条件。我们还显示了一个很好的精度过了很长一段时间后的并发。
2015-11-10 quant-ph
Stationary measures of three-state quantum walks on the one-dimensional lattice
本文考虑一维格点上离散时间三态量子行走的平稳测度，包括Fourier行走和Grover行走。通过求解相应的特征值问题，给出了非一致平稳测度。我们的新方法是基于一个约化矩阵，这是不同于我们以前的工作中的生成函数的方法。作为推论，循环上的傅立叶行走具有周期性的平稳测度。
2017-02-06 quant-ph
Permanent magnetic lattices for ultracold atoms and quantum degenerate gases
我们提出使用永磁薄膜的周期性阵列来产生用于限制、操纵和控制小团超冷原子和量子简并气体的微陷阱磁晶格。利用解析表达式和数值计算，我们表明，磁性薄膜的周期性阵列可以产生一维（1D）和二维（2D）的磁晶格与非零的潜在的最小值，允许超冷原子被捕获没有损失，由于自旋翻转。特别是，我们表明，两个交叉层的平行的矩形磁铁加上偏置场的周期性阵列，或一个单层的周期性阵列的方形磁铁与三个不同的厚度加上偏置场，可以产生二维磁晶格的微陷阱具有非零电位的最小值和可控的陷阱深度。对于具有微米级周期性的阵列，磁性微陷阱可以具有非常大的陷阱深度（对于为2D晶格选择的实际参数，$\sim$ 0.5 mK）和非常紧密的约束。
2005-12-18 cond-mat.other quant-ph
Monte-Carlo simulation for the frequency comb spectrum of an atom laser
本文提出基于虚时间的粒子数守恒量子场论，通过复值正交分解与蒙特卡罗采样方法，数值模拟了超冷原子激光的频率梳光谱及其随温度和陷阱频率的变化。
2023-11-20 quant-ph stat.AP
