Coherent Rydberg excitation of single atoms using a pulsed fiber amplifier
School of Mathematics and Physics, China University of Geosciences（中国地质大学数学与物理学院）；Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
本文提出利用光纤主振荡功率放大器系统解决脉冲放大器在单原子瑞利激发中的脉冲失真、同步和谱线宽展问题，实现与连续波方法相当的高效相干激发。
2026-04-15 quant-ph
Coherent excitation of a single atom to a Rydberg state
我们利用双光子跃迁实现了单个铷原子到里德堡态（58 d ~ 3/2）的相干激发。详细描述了实验装置，以及实验技术和程序。通过观察原子基态和里德伯态之间的拉比振荡，揭示了激发的相干性。我们详细分析了所观察到的振荡，并将其与数值模拟进行比较，其中包括我们的实验系统的缺陷。在我们的设置单原子的相干操纵的未来改进的策略。
2010-05-12 quant-ph
Many-body Rabi oscillations of Rydberg excitation in small mesoscopic samples
我们研究超冷介观系统中里德堡激发的集体性质。里德伯原子之间的强相互作用影响激发过程，并在激发原子之间施加关联。里德堡激发的集体行为表现为多体拉比振荡、原子间的空间关联以及激发原子数的涨落。我们通过数值求解多体薛定谔方程来详细研究这些现象。
2008-01-15 quant-ph
Entanglement preparation and non-reciprocal excitation evolution in giant atoms by controllable dissipation and coupling
研究了波导QED中巨原子的动力学行为，其中原子通过两个位置耦合到耦合谐振腔波导中。对于单个巨原子系统，我们发现原子的耗散率可以通过调节其大小来调节。对于两个巨原子系统，波导将诱导可控的个体和集体耗散以及有效的原子间耦合。理论上可以实现稳健的纠缠态制备和非互易激发演化。我们希望我们的研究可以应用在基于光声波导装置的量子信息处理中。
2021-07-13 quant-ph
Many-body dynamics of Rydberg excitation using the $Ω$-expansion
通过将激发几率和激发态原子间的关联函数展开为孤立原子Rabi频率$Ω$的幂，研究了超冷原子样品中里德伯原子的激发动力学.在海森伯图象中，我们给出了计算任意阶展开式的递推关系式，这些关系式对于任意强相互作用都是良好的。对于均匀的大样本，我们给出了显式形式的扩展，直到$Ω^4$，平均在所有可能的随机空间分布的原子，激发脉冲和相互作用的最重要的情况下。
2008-01-15 quant-ph
Fermionic collective excitations in a lattice gas of Rydberg atoms
研究了激光驱动下大间距环晶格中里德伯原子气体的多体量子态。如果激光驱动比里德伯态之间的范德华相互作用强得多，那么这些多体态就是集体费米激发。第一激发态是在整个晶格上延伸的自旋波。我们证明，我们的系统允许研究费米子在存在的障碍，虽然没有外部原子运动发生。我们分析了这种无序如何影响费米子态的激发特性。我们的工作显示了一条通往创建复杂的多粒子状态与原子在晶格中的路线。
2009-09-15 quant-ph
Apparatus for excitation and detection of Rydberg atoms in quantum gases
我们提出并表征了一个通用的实验装置，它允许在量子气体中的里德伯原子的激发和检测。该装置的新概念具有两个带电粒子探测器和八个真空室内的电场板，这使得里德伯原子的检测和操作。这里提出的设置适用于量子气体领域中使用的所有原子种类。我们描述和表征生产的玻色-爱因斯坦凝聚体，激发方案到里德伯态，里德伯态的检测由场电离，然后由离子检测和各种电场配置提供的八个场板。
2007-06-18 quant-ph
Non-exponential decay of a collective excitation in an atomic ensemble coupled to a one-dimensional waveguide
我们研究一个单一的激发相干共享之间的原子系综和耦合到一维波导的动力学。物质和光场之间的耦合产生了集体现象，例如具有增强的初始衰减率的超辐射态，但也导致了原子之间激发的相干交换。我们发现，这两种现象之间的竞争提供了一个特征动力学的激发衰减，显着表现出代数行为，而不是预期的标准指数，对于大量的原子。首先对手征波导进行分析，在那里问题可以解析地解决，然后扩展到双向波导。
2022-07-03 quant-ph
Quantum gates and multi-particle entanglement by Rydberg excitation blockade and adiabatic passage
我们提出利用受激绝热过程将原子从基态转移到里德伯激发态。几微米远的原子经历里德伯态之间的偶极-偶极相互作用，这种相互作用足够强，可以改变原子共振，抑制多个原子的激发。我们发现，在这种相互作用的存在下，两个原子之间的绝热通道导致强大的最大纠缠态的创建和两位量子门。对于许多原子，激发阻断导致集体自旋和Jaynes-Cummings类哈密顿量的有效实施，我们表明，绝热通过可以用来产生集体Jx=0本征态和Greenberger-Horne-Zeilinger态的几十个原子。
2008-02-25 quant-ph
Two-level atom excitation probability for single- and $N$-photon wavepackets
我们研究了在存在外部损耗的情况下，对于相干态和Fock态，以及在两个互补的限制条件下：当脉冲仅包含一个光子（平均）时，以及当光子数$N$很大时，二能级原子的瞬态激发概率如何依赖于入射脉冲的时间轮廓。对于后者的情况下，我们推导出解析表达式的激励概率的缩放与$N$，可以很容易地评估任何脉冲形状。
2017-07-07 quant-ph
Quantum phase transition of polaritonic excitations in a multi-excitation coupled array
我们分析了一个两点耦合的原子-腔系统的最低能态的类量子相变行为，其中每个腔包含一个原子，但总激发数不限于两个。利用总激发数的方差来区分绝缘态和超流态，利用原子激发数的方差来区分这些态的极化激子特性，发现总激发数在最低能态的相变中起着重要作用.在小跳跃区和小原子-场相互作用区，我们发现了一个有趣的共存相，涉及光子超流和原子绝缘体的特性。对于小的跳跃，我们发现，光子超流态的签名变得更加明显的总激发数的增加，和相对于$N=2$的情况下，各种相移的边界。在原子与光场相互作用较小的情况下，极化激子超流区随总激发数的增加而变宽。我们证明了在大失谐极限下，单点总激发数的方差与总激发数呈线性关系。
2014-02-25 quant-ph
Rydberg interaction induced enhanced excitation in thermal atomic vapor
本文给出了热原子蒸气中里德伯激发或里德伯反阻塞相互作用诱导增强的实验演示。我们利用光外差探测技术测量了双光子激发到里德堡态的里德堡布居数。观察到了不满足双光子共振条件的反阻塞峰，同时观察到了通常的双光子共振峰，这不能用无相互作用的三能级原子系统模型来解释。利用三能级原子系统的缀饰态，建立了一个热原子汽态的双原子相互作用模型，解释了实验观测。一个非线性的依赖性的蒸汽密度观察到的反封锁峰，也随着增加的Rydberg态的主量子数。一个很好的协议之间的实验观察和建议的相互作用模型。我们的结果暗示了在热原子蒸气中使用里德伯反阻塞的量子逻辑门的可能应用。
2017-10-16 quant-ph
Chiral excitation of a single atom by a single photon in a guided mode of a nanofiber
本文研究了单光子探测光脉冲与单个二能级原子在双光子晶体导模中的相互作用。我们研究了手征相互作用的情况，其中原子有一个偶极子旋转的双折射平面，和探测脉冲是准线性偏振沿径向原子位置在光纤横平面。我们表明，原子的激发概率，光子传输通量，光子传输概率依赖于沿光纤轴的探测脉冲的传播方向。相反，反射通量和反射概率不依赖于探测脉冲的传播方向。我们发现原子激发几率的非对称性参数不随时间变化，也不依赖于探测脉冲的形状。
2020-02-05 quant-ph
Giant atoms coupled to waveguide: Continuous coupling and multiple excitations
Fujian Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optics (Fuzhou University)（福建量子信息与量子光学重点实验室（福州大学））；Department of Physics, Fuzhou University（福州大学物理系）
本文提出随机薛定谔方程方法研究巨原子与波导耦合的动力学，解决连续耦合和多重激发研究不足问题，揭示连续耦合破坏相位差条件并削弱干涉效应，同时有效处理多重激发。
2026-02-17 quant-ph
Sensing multiatom networks in cavities via photon-induced excitation resonance
本文研究腔中偶极相互作用原子网络共享单光子激发的时空分布，发现光子诱导的激发共振导致部分俘获，并利用该效应实现对多原子网络及其无序的高效精准感知。
2025-08-04 quant-ph
Entanglement of Two Jaynes-Cummings Atoms In Single Excitation Space
研究了单激发空间中两原子与各自的Jaynes-Cummings腔场耦合的纠缠动力学。在这里我们用纠缠度来度量原子的纠缠度。并考虑了部分Bell态作为初始态。我们的分析表明，纠缠动力学存在着崩溃和恢复。纠缠动力学背后的物理机制是原子与光场之间周期性的信息和能量交换。对于初始部分Bell态，只有当两个原子与腔场耦合强度之比为有理数时，原子纠缠才具有演化的周期性，而两种初始部分Bell态之间是否存在时间平移则取决于耦合强度之比的奇偶数.
2020-09-23 quant-ph
Fast Excitation and Photon Emission of a Single-Atom-Cavity System
我们报告的快速激发耦合到一个光学腔中的单个原子使用的激光脉冲是远远短于所有其他相关的过程。腔频率构成控制参数，其允许在两个可调谐频率的叠加中产生单光子。因此，从腔发射的每个光子都表现出由原子与腔之间的振荡能量交换所确定的明显的振幅调制。我们的技术构成了未来量子网络实验的通用工具。
2008-12-03 quant-ph
Realizing the controllable excitation transfer based on the atom coupling the finite-size Su-Schrieffer-Heeger model
本研究探究原子与有限尺寸SSH模型的相互作用，发现拓扑相下可通过绝热过程或无绝热方式将原子激发可控转移至链两端，为基于原子耦合拓扑物质的可控量子信息转移提供新途径。
2023-11-05 quant-ph
Rydberg excitation of Bose-Einstein condensates
里德伯原子为量子气体中的相互作用提供了广泛的可能性。本文报道玻色-爱因斯坦凝聚态~（87）Rb原子的里德堡激发。里德伯分数进行了研究，为各种激发时间和温度以上和以下的冷凝温度。里德伯原子之间的范德华相互作用局部阻断了激发，并使激发达到密度依赖的极限。因此，在里德伯馏分中可以观察到冷凝时热原子密度分布向特征双峰分布的突变。所观察到的功能再现本地集体里德伯激发的基础上的模拟。
2007-10-30 quant-ph
Strongly entangled system-reservoir dynamics with multiphoton pulses beyond the two-excitation limit: Exciting the atom-photon bound state
在矩阵乘积态框架下，研究了半无限波导中电磁场与二能级系统相互作用的非马尔可夫反馈动力学，在半无限波导中，原子-光子束缚态的激发是可能的.以发射体的稳态激发作为品质因数，我们比较了初始激发的量子发射体和通过包含多达四个光子的量子化脉冲制备的发射体的捕获激发。在后一种情况下，我们发现，对于大的反馈延迟时间，多光子脉冲可以产生一个显着更高的稳态激发比可能与初始激发发射体，因为受激发射过程可以提高捕获概率相比，初始激发发射体的自发衰变。
2021-03-03 quant-ph
Correlated Photons from Collective Excitations of Three-Level Atomic Ensemble
系统地研究了两个量子化光场与一个由经典光场驱动的循环原子系综的相互作用。这种所谓的原子循环系综由三能级原子组成，由于对称性破缺而产生δ型跃迁，这也可以在超导量子线路中实现。95，087001（2005）]。我们探讨了通过对原子-光子系统的相干操纵，在光子态之间以及光子与原子集体激发之间产生量子纠缠的动力学机制。结果表明，通过绝热控制经典场拉比频率，可以将量子信息从一个量子化光模完全转移到另一个量子化光模，并且可以将两个量子化光场携带的量子信息存储在该原子系综的集体模中。
2006-05-16 quant-ph
Excitation spectrum of a multilevel atom coupled with a dielectric nanostructure
本研究提出一种微观计算方案，分析与介电纳米结构耦合的多能级原子激发谱，数值模拟验证特定构型下的强耦合效应，为量子接口及量子信息处理提供新方向。
2023-12-14 quant-ph
Cooperative decay of an ensemble of atoms in a one-dimensional chain with a single excitation
本研究提出单激发下一维二能级原子链合作衰变率的新表达式，无需求解格林函数本征值即可体现超辐射与亚辐射的干涉特性，推导了其近似表达式并推广至矢量光模型，揭示了不同链长下的亚辐射衰变规律。
2024-06-25 quant-ph
Concurrence of Two Identical Atoms in a Rectangular Waveguide: Linear Approximation with Single Excitation
研究了两个二能级系统与矩形波导中的导模库的相互作用。对于远离横模截止频率的完全相同的双折射系统的能量分离，得到了双折射系统中单激发初始时的延迟微分方程。研究了TLS间距离对TLS并发度随时间演化的影响。
2019-01-07 quant-ph
Collective excitations using a room-temperature gas of 3-level atoms in a cavity
本文从理论上研究了双模光腔中室温三能级原子系综，着重研究了光场反向传播的情况。我们发现，在大失谐的限制问题承认相对简单和直观的解决方案。当一个经典场驱动其中一个跃迁时，系统等价于一个多普勒展宽被抑制的二能级原子系综。相比之下，当同一个跃迁由单个光子驱动时，系统的行为就像一个两能级原子。后一个结果在量子非线性光学的背景下特别相关。
2016-09-09 quant-ph
Chirped pulse excitation of two-atom Rydberg states
在绝热快速通过的条件下，研究了双光子啁啾光脉冲对两个基态原子的双里德伯态激发。对于中间的里德伯-里德伯相互作用强度，相关的原子分开的$\sim$ 10 $μ$ m，绝热激发可以实现在实验上可行的拉比频率和啁啾率的脉冲，导致在高转移效率。我们还研究了基态和里德伯态之间的绝热转移，作为实现原子量子比特之间受控相位门的一种手段。
2015-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Dynamics and equilibration of Rydberg excitations in dissipative atomic ensembles
研究了弛豫作用下强相互作用原子里德堡态的共振光激发。我们采用量子随机（蒙特卡罗）波函数来模拟二维晶格中几十个原子的耗散动力学。我们表明，在典型的实验条件下，涉及缓慢的里德伯态衰减和相当大的放松原子相干性，在几微秒的时间尺度上的原子系综接近一个稳定的状态，其中大部分的原子之间的量子相关性已经衰减了。然而，稳定状态，表现出很强的经典相关性的里德伯激发概率。
2013-05-10 physics.atom-ph quant-ph
Excitation of heavy hydrogen-like ions by light atoms in relativistic collisions with large momentum transfers
我们提出了一个理论，在碰撞中的动量转移到原子是非常大的原子尺度上的轻靶原子激发重类氢射离子。结果表明，在这个过程中，电子和原子核的行为作为（准）自由粒子相对于彼此和它们的运动是由离子核的场。这个场对原子粒子的影响对于原子的电子引起的离子激发的贡献是至关重要的。然而，由于核质量相对非常大，在计算原子核对激发的贡献时可以忽略该场。
2012-03-16 physics.atom-ph quant-ph
Spatially Resolved Excitation of Rydberg Atoms and Surface Effects on an Atom Chip
我们在原子芯片上演示了空间分辨的里德伯原子的相干激发。利用电磁感应透明（EIT）技术研究了镀金芯片表面附近里德伯原子的性质。我们测量的距离相关的位移（~10 MHz）的里德堡能级所造成的空间不均匀的电场。测得的场强和距离的依赖性是在协议与一个简单的模型由一个本地化的补丁Rb吸附物沉积在芯片表面上的实验过程中产生的电场。EIT共振仍然很窄（< 4 MHz），观察到的宽度与原子表面距离无关，低至~20 \mum，表明里德伯态的寿命相对较长。我们的结果为原子芯片上里德堡激发原子的偶极物理、集体激发、量子精密测量和量子信息处理等研究开辟了道路。
2010-04-19 physics.atom-ph quant-ph
Rydberg excitation of cold atoms inside a hollow core fiber
我们报告了一种多功能的，高度可控的混合冷里德伯原子光纤接口，基于激光冷却原子传输到空芯Kagomé晶体光纤。我们的实验是第一次证明了在空芯光纤中激发冷里德伯原子的可行性，我们研究了光纤对里德伯电磁感应透明（EIT）信号的影响。使用时间分辨的检测方法来区分激发和损失，我们观察到两个不同的制度的里德伯激发：一个EIT制度和一个制度占主导地位的原子损失。这些结果是一个实质性的进步，对未来使用我们的系统的量子模拟或信息。
2017-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Deterministic facilitated excitation of the weakly-driven atom in heteronuclear Rydberg atom pairs beyond antiblockade
由于内禀强阻塞相互作用使里德堡态的能级发生移动，稳定里德堡几率被抑制在一个很低的水平，特别是对于弱驱动的原子.我们报告了一个奇异的激发促进使用强大的封锁能量转移的双激发态，导致弱驱动的原子确定性激发的显着改善的分数，即使在远离共振制度。这种现象归因于通过优化辅助强驱动原子的参数，有效地诱导弱驱动原子的失谐量减小，从而产生一个修正的大概率，使失谐量的范围变宽。讨论了阻断条件对激发几率的影响。与以往的方法不同，我们的激发促进机制不依赖于反封锁效应来补偿里德堡能，为在一对异质里德伯原子中，需要强相互作用的靶原子的确定性单原子激发提供了一种新的途径.
2019-07-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum interference of a single spin excitation with a macroscopic atomic ensemble
本文报道了$N_{\text{atom}} =10^5$原子自旋系综与集体单自旋激发的量子干涉现象。从原子散射的单个光子的检测创建了单个自旋激发，嵌入在系综的集体自旋中的Fock状态。然后，通过对集体自旋的量子非破坏测量，通过断层扫描检测原子系综的状态。在集体自旋态的边缘分布中，$\sqrt{N_{\text{atom}}}$的级的宏观差异是由单个激发自旋和$N_{\text{atom}}$原子之间的干涉引起的。集体自旋的离散-连续混合处理为量子信息处理、精密测量和通信铺平了道路，为产生更奇异的状态铺平了道路。
2014-04-09 physics.atom-ph quant-ph
Spatial distribution of optically induced atomic excitation in a dense and cold atomic ensemble
在JETP 112，246（2011）中的一般理论结果的基础上，我们计算了由弱单色光激发的稠密冷原子云中原子的空间分布。我们还研究了原子在云的不同部分的激发态的不同塞曼子能级上的分布。这种分布的原子激发的原子系综的密度和外部发射的频率的依赖关系进行了研究。我们表明，在云的边界区域的原子角动量的取向和对齐发生。原子激发的空间分布的分析表明，即使在这些参数制度的Ioffe-Regel判据的强本地化是满意的光本地化效应没有明显的迹象。然而，在偶极-偶极相互作用的标量近似的框架内进行的比较计算揭示了在某些条件下强局域化的明确表现。
2013-05-07 physics.atom-ph quant-ph
Bound and Subradiant Multi-Atom Excitations in an Atomic Array with Nonreciprocal Couplings
当多激发态原子与波导界面的导模强耦合时，原子的集体衰变在空间中成为亚辐射和束缚态。在这个界面上，我们通过Kubo累积展开分析了它们的平均密度-密度和修正的三阶关联，这些关联可以产生并持续很长时间。保形二聚体和三聚体的原子激发出现在最次辐射耦合制度的光诱导偶极-偶极相互作用。这导致在编码的非互易自旋扩散中的量子信息处理和量子存储的潜在应用，其中其扩散速度取决于激发原子之间的初始相干性并且对它们的相对相位波动是鲁棒的。在这个接口中，状态相关的光子路由也是可行的。
2021-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective excitation of Rydberg-atom ensembles beyond the $\sqrt{N}$ enhancement
在强相互作用里德堡态的激光驱动原子系综中，激发几率通常被强烈抑制。相比之下，在这里，我们确定了一个制度，其中的稳态里德堡激发分数的相互作用增强。这种效应与多体相干性的建立有关，这是由集体态之间的相干多光子激发引起的。在现有的实验条件下，激发增强应该是可观察到的，并可以作为一个直接探针的存在下，涉及集体量子态的相干多光子动力学。
2014-08-11 physics.atom-ph quant-ph
Universal two-excitation scattering in two-dimensional subwavelength atomic arrays
本文利用散射理论揭示二维亚波长原子阵列在集体激发能带临界点附近的双激发散射具有普适性，散射矩阵块对角化且光子过程被完全抑制，从而隔离出暗自旋波间的幺正非线性通道。
2026-10-27 physics.atom-ph quant-ph
Multi-excitation scattering in subwavelength atomic arrays
本文提出统一量子散射理论，将光子与原子自旋波作为不同维度传播的激发处理，证明多通道S矩阵完全由原子自旋波子空间内的有效散射动力学决定，并应用于双激发情形，为大规模原子系统中多激发非线性现象提供了通用解析工具。
2025-09-21 physics.atom-ph quant-ph
Electric field excitation suppression in cold atoms
本文从两个方面研究了原子激发抑制。探索励磁抑制的第一种方式是通过外部DC电场。第二种方法是研究原子电离产生的自由电荷产生的电场对激发的抑制。这种抑制称为库仑阻塞。这里的库仑力是由离子通过紫外激光电离原子产生的。该理论表明，导致抑制的相互作用主要是由电荷-偶极子相互作用引起的。这里的电荷是离子，偶极是原子。在这个实验中，我们使用$^{85}$ Rb原子。价电子和离子核是电偶极子的两极。离子和原子之间的相互作用势能与$\frac{1}{R^2}$成比例，并且由该相互作用引起的频率偏移与$\frac{1}{R^4}$成比例，其中$R$是所考虑的离子和偶极子之间的距离。这项研究可用于量子信息存储、遥控、利用冷原子产生热等离子体以及电子器件。
2019-04-22 physics.atom-ph quant-ph
Enhancing nanomechanical squeezing by atomic interactions in a hybrid atom-optomechanical system
在原子-光机械混合系统中，光学腔中纳米膜的机械模与远距离相互作用原子气体的光学耦合允许高度非经典的量子多体态。我们证明了气体中原子内部激发的反作用可以压缩力学模。一个Bogoliubov的方法表明，这些内部激发形成一个波动的环境中的准粒子激发的机械模式与缺口的谱密度。当机械频率接近于与内部原子跃迁的共振时，相互作用原子气体中的准粒子激发引起纳米机械压缩。有趣的是，纳米力学压缩被原子-原子相互作用增强。
2018-11-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rydberg-Rydberg interaction profile from the excitation dynamics of ultracold atoms in lattices
提出了一种确定里德伯原子相互作用势的方法。具体来说，我们考虑了激光驱动的里德堡气体限制在一维晶格中，并证明了激光激发周期后的里德伯原子数作为激光失谐的函数提供了一个衡量的里德堡相互作用系数。由于晶格间距精确已知，所提出的方案仅依赖于里德伯原子的数量的测量，从而避免了通过改变粒子间的间距来映射相互作用势的必要性。
2011-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Generalized excitation of atomic multipole transitions by twisted light modes
对位于扭曲光模中心的单个原子的激发进行了理论研究。在这里，我们给出了激发率对关键参数的显式依赖关系，例如光的偏振、其轨道角动量投影以及其传播轴相对于原子量子化轴的方向。原子的空间扩散的效果也被详细考虑。所得跃迁率表达式可用于任意电子组态的原子。为明确起见，我们将它们应用于$^{+}$离子$^{171}$的$^{2}S_{1/2} (F=0) \rightarrow\; ^{2}F_{7/2} (F=3, M=0)$电八极（E3）跃迁的具体情况。我们的分析和数值计算结果适用于分析和规划未来的实验的电偶极子禁戒跃迁的光原子钟扭曲模式的激发。
2020-03-06 physics.atom-ph quant-ph
Role of mechanical effects on the excitation spectra of microwave-dressed Rydberg states in a cold atomic cloud
本文研究微波缀饰下冷87Rb原子里德伯激发谱，揭示部分谱特征源于激发概率变化，另一部分源于微波诱导强偶极-偶极力导致原子被移除，并通过实验与理论建模加以验证。
2025-07-02 physics.atom-ph quant-ph
Adiabatic rapid passage two-photon excitation of a Rydberg atom
考虑了单原子从基态到里德堡态的双光子绝热快速通过激发。分析了三种方案：泵浦场和斯托克斯场都是啁啾和脉冲的，只有泵浦场是啁啾的，并且只有泵浦场是脉冲和啁啾的，而斯托克斯场是连续波（CW）的。在所有三种情况下，高转移效率$>99\%$实现实验可实现的拉比频率和脉冲持续时间的字段。
2015-03-25 physics.atom-ph quant-ph
Controlled flow of excitations in a ring-shaped network of Rydberg atoms
本研究提出里德堡原子环形网络方案，通过拉曼相位图案调控手性激发电流，揭示了拉比耦合与偶极相互作用对电流特征的影响，为原子网络信息传输新方法提供了基础。
2023-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
On the adiabatic preparation of spatially-ordered Rydberg excitations of atoms in a one-dimensional optical lattice by laser frequency sweeps
我们研究了一维格子气中里德堡激发的结晶相的绝热制备，如Pohl等人[Phys.Rev.Lett. 104，043002（2010）]，并且最近由Schaud等人[Science 347，1455（2015）]实验实现。我们发现在几十个原子的幺正系统中制备几个里德伯激发态的晶体需要很长的绝热跟踪系统哈密顿量的基态的时间。使用量子随机（蒙特卡罗）波函数模拟，我们表明，现实的衰减和退相过程中影响的原子在准备导致系统的最终状态，只有一个小的重叠与目标结晶状态。然而，最终的数量和高度亚泊松统计的里德伯激发和它们的空间顺序的影响不大的弛豫。
2016-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
How much time does a photon spend as an atomic excitation before being transmitted?
本文利用弱值形式体系研究单光子穿过二能级原子云时作为原子激发存在的时间，证明透射光子的该时间等于可正可负的群延迟，散射光子的该时间等于群延迟与Wigner时间延迟之和，从而修正了以往关于透射光子激发时间为零的直觉。
2023-09-30 physics.optics quant-ph
Two-Atom Rydberg Blockade using Direct 6S to nP Excitation
我们探索了一种单光子的方法来激发里德堡态和里德堡封锁。使用详细的理论模型，我们表明直接激发的可行性，预测的背景电场的影响，并计算所需的原子间距离观察里德伯封锁。然后，我们测量和控制的电场环境，使里德堡态的相干控制。在这种相干控制下，我们证明了两个相距6.6（3）μm的原子的里德堡阻塞.当与更常见的双光子激发方法相比时，这种单光子方法是有利的，因为它消除了通过光子散射和从中间态的AC斯塔克位移的退相干通道，同时适度增加多普勒灵敏度。
2014-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Phase dependent interference effects on atomic excitation
对双色射频场作用下多光子激发中的相位相关干涉效应进行了理论和实验研究。利用强射频脉冲，研究了$^{87}$ Rb基态塞曼子能级间的三光子和单光子跃迁的干涉，从而确定了长脉冲下的载流子包络相位.
2011-01-31 physics.atom-ph quant-ph
Excitation of a single atom with exponentially rising light pulses
研究了时间包络可控的相干态中单原子与光脉冲的相互作用。在一个上升的指数和一个正方形的包络线之间的比较，我们表明，上升的指数包络线导致一个较高的激发概率为固定的低平均光子数，根据时间反演Weisskopf-Wigner模型。我们表征了原子跃迁动力学的平均光子数的范围很广，并能够饱和的光跃迁的一个脉冲中的一个原子与~50个光子的强聚焦技术。在15 ns长的脉冲中，光子数约为1000，我们清楚地观察到拉比振荡。
2013-04-13 physics.atom-ph quant-ph
Spatial correlations of Rydberg excitations in optically driven atomic ensembles
研究了在连续驱动、强相互作用的耗散系统定态中多体关联的出现。具体而言，我们研究共振光激发原子的里德伯态通过长程偶极-偶极和范德华势相互作用采用精确的数值解的密度矩阵方程和蒙特卡罗模拟。在封锁距离内的原子集合形成最多可以容纳一个里德伯激发的“超原子”。超原子的激发概率饱和到1/2相干驱动的原子，但显着更高的非相干驱动，接近单位原子数的增加。在均匀驱动的扩展一维系统的定态下，超原子的饱和导致里德堡激发的准结晶，其关联呈现阻尼的空间振荡。系统在范德华相互作用势作用下的行为可以用基于“硬杆”原子间作用势的解析可解模型来近似。
2012-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dissipation-sensitive multi-photon excitations of strongly interacting Rydberg atoms
从理论上研究了耗散对里德伯原子多光子激发的影响。通过两种不同自发发射耗散路径的四能级激发方案比较了稳态和动力学性质。我们发现，在强Rydberg-Rydberg相互作用的情况下，该方案将解决在几个不同的非平衡定态。有趣的是，存在多稳态，这揭示了相互作用引起的非线性和自发发射引起的耗散之间的竞争。对Rydberg粒子数动力学的数值模拟表明，在相同的初始条件下，两种方案的粒子数动力学表现出不同的特征，这是耗散对动力学的影响的原因.
2014-08-29 physics.atom-ph quant-ph
Waveguide-coupled single collective excitation of atomic arrays
最近，人们投入了相当大的努力将超冷原子和纳米光子器件结合起来，不仅获得比自由空间实现更好的可扩展性和品质因数，而且获得原子-光子相互作用的新范例。介质波导为这种集成提供了一个有前途的平台，因为它们能够实现传播光的紧密横向限制，单通配置中的强光子-原子耦合以及由引导光子介导的潜在远程原子-原子相互作用。然而，在这样的原子-波导界面中制备非经典量子态还没有实现。在这里，通过使用沿光学纳米纤维捕获的单个铯原子的阵列，我们观察到耦合到纳米级波导的单个集体原子激发。存储的集体纠缠态可以用外部激光脉冲有效地读出，从而导致单个光子按需发射到导模中。我们通过抑制双光子分量来表征发射的单光子，并确认原子激发的单一特征，其可以以约25%的效率被恢复。我们的研究结果表明，是必不可少的新兴领域的波导量子电动力学的能力，量子网络，量子非线性光学和量子多体物理的应用。
2019-09-18 physics.optics quant-ph
Steady-state crystallization of Rydberg excitations in an optically driven lattice gas
我们研究了一维晶格中原子与里德伯态的共振光激发，通过抑制相邻原子同时激发的范德华势相互作用。考虑二能级和三能级激发方案，采用含时密度矩阵重整化群（t-DMRG）方法，对连续驱动、耗散多体系统的动力学和定态进行了研究.我们发现，二能级原子只能表现出最近邻关联，而在暗态共振驱动下的三能级原子可以发展有限范围的里德堡激发的晶体顺序。我们提出了一个近似的速率方程模型，其解析解产生定性的理解的数值结果。
2012-08-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shaking the entropy out of a lattice: atomic filtering by vibrational excitations
我们提出了一个简单而有效的方案来减少光晶格中的原子数涨落。利用不同振动态原子间的相互作用能差来消除原子的多余占据。剩余的空位，然后通过合并相邻的井，我们实现了一个协议，规避了幺正性的约束原子填充。大区域的准备与精确的一个原子每个晶格位置讨论玻色子和费米子。由此产生的低熵莫特绝缘态可以作为量子计算的高保真寄存器状态，并作为多体物理研究的起点。
2012-09-21 cond-mat.quant-gas quant-ph
