Exact isolated solutions for the two-photon Rabi Hamiltonian
双光子拉比哈密顿量是描述光与物质相互作用的简单模型，其中相互作用通过两个光子的交换来介导。虽然这个模型在行波近似下是完全可解的，但我们使用完整的哈密顿量，保持模型的不可积性。我们证明，尽管这种不可积性，存在孤立的，精确的解决方案，这个模型类似于所谓的Juddian解决方案的单光子拉比哈密顿。在这样做时，我们使用Bogoliubov变换的场模式，如本作者在早期出版物中所描述的。
2002-09-18 quant-ph
Conserved excitation number and U(1)-symmetry operator for the anti-rotating (anti-Jaynes-Cummings) term of the Rabi Hamiltonian
本文利用基本原子和场算符的代数算符序性质，构造并证明了量子Rabi模型反旋转（反Jaynes-Cummings）分量的激发数算符的守恒性。相应的U（1）和宇称对称算符也以显式形式导出。
2021-03-11 quant-ph
Exact Solvability of the two-photon Rabi Hamiltonian
精确的光谱的双光子拉比哈密顿量的发现，进行完全类似的解决方案的标准（单光子）拉比哈密顿量，发表在物理。107，100401（2011）。哈密顿量被改写为一组两个微分方程。在进一步处理后隐藏的对称性被发现了，人们可以清楚地看到，希尔伯特空间是如何分裂成四个不相交的子空间的，这些子空间由对称参数$c=\pm1,\pm i$的四个值来分类。标准Rabi模型只有两个值$\pm1$。引入了四个解析函数，并对其级数展开式的系数给出了一种递推格式。它们的所有根都给出了哈密顿量的完整谱。巴格曼空间中的本征态也可以随意使用。
2012-01-18 math-ph math.MP quant-ph
Time evolution of the Rabi Hamiltonian from the unexcited vacuum
拉比哈密顿量描述了电磁辐射与二能级原子相互作用的单模。利用耦合团簇方法，我们研究了该系统从初始空场模到未激发原子的时间演化。我们给出了原子反转和光场占据的结果，发现虚过程导致光场压缩。不发生反聚束。
2002-09-17 quant-ph
A progressive diagonalization scheme for the Rabi Hamiltonian
提出了一种描述量子比特与单模辐射场偶极相互作用的拉比哈密顿量的对角化方案。它表明，拉比哈密顿可以解决几乎完全使用一个渐进的计划，涉及一个有限的一个变量多项式方程组。该方案对于频谱的较低部分特别有效。一些低的能级的模型与几组参数的计算和比较，最近提出的广义行波近似和全矩阵对角化。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement, Berry Phases, and Level Crossings for the Atomic Breit-Rabi Hamiltonian
研究了氢原子和钠原子的Breit-Rabi哈密顿量的能级交叉、纠缠和Berry相位之间的关系，该哈密顿量描述了电子和核自旋在磁场中的超精细相互作用.结果表明，在避免交叉处，核自旋和电子自旋之间的纠缠最大。一个纠缠态围绕避免交叉获得一个边缘贝瑞相位的子系统，就像一个瞬时本征态围绕真正的交叉运动积累贝瑞相位。特别地，边缘Berry相位的节点对应于避免的交叉点。
2008-10-16 quant-ph
Balance equations-based properties of the Rabi Hamiltonian
一个定态的物理系统满足特殊的平衡条件，这些平衡条件涉及适当的可观测量的平均值。在本文中，我们将展示如何推导出这种定量的联系，命名为平衡方程，以及展示他们的有用性，使光的系统的物理性质，而无需解决薛定谔方程。在Rabi哈密顿量的情况下，这些性质的知识被用来提供参数，使更容易变分工程的基态的这个模型。
2014-02-07 math-ph math.MP quant-ph
Optimized t-expansion method for the Rabi Hamiltonian
最近，关于$t$展开法在Rabi模型基态能量$E_0$计算中的适用性，引起了一场争论。对于试验函数的特定选择和非常大量的相关连接时刻，$t$ -扩展的结果是相当差的，并表现出相当大的振荡。在这封信中，我们制定的$t$ -扩展方法的试验功能，包含两个自由参数，捕获两个确切的可解极限的拉比哈密顿。在每一阶的$t$系列，$E_0$被假定为是固定的自由参数。对于少量（5或6个）的连通矩，$E_0$估计的精度很高，在整个Rabi Hamilton参数空间内，相对误差小于$10^{-4}$（0.01%）.对试探函数进行特殊的对称化，使我们也能计算第一激发能$E_1$，其相对误差小于$10^{-2}$（1%）。
2011-07-22 cond-mat.other quant-ph
Defining the semiclassical limit of the quantum Rabi Hamiltonian
针对光物质相互作用Rabi模型量子到半经典转变缺乏严格理解的问题，本文提出在平移Fock态基下取极限直接推导半经典模型的方法，解决了相干态动力学与半经典Rabi振荡的差异，为量子-经典转变研究提供框架。
2024-03-26 quant-ph
Duality symmetry conjugates of the quantum Rabi model : effective bosonic, fermionic and coupling-only dynamical properties
对称变换在确定物理系统的代数结构和内部动力学性质方面已被证明是有用的。在量子Rabi模型中，宇称对称变换下的不变性被用来获得本征方程的精确解和相互作用原子-光系统内部动力学的很好近似。本文引入了两个对称算符，将量子拉比哈密顿量转化为对偶共轭。宇称和对偶对称算符构成量子拉比模型的对称变换算符的代数闭集。闭$SU(2)$李代数提供了宇称对称算符的标准本征值和本征态。证明了Jaynes-Cummings算子和反Jaynes-Cummings算子是对偶对称共轭的。对称或反对称线性组合的拉比哈密顿量和相应的对偶共轭产生熟悉的自旋相关的力驱动的玻色子，耦合只有或量子化的光模正交驱动的费米哈密顿量。它是建立有效的玻色子，费米子和耦合的唯一的哈密顿量是准确的，而不是近似形式的量子拉比哈密顿量，因为他们通常被解释。有效玻色子形式产生由原子自旋相关力驱动的光模动力学，而费米子形式产生由量子化光模正交相关力驱动的原子自旋动力学，从而提供了量子拉比动力学的完整图像。
2022-02-10 quant-ph
Comment on "Solvability of the two-photon Rabi Hamiltonian"
Travenec在Phys.Rev.A85，043805（2012）中提出了双光子Rabi模型的光谱的隐式公式，类似于Braak的方法[Phys.Rev.Lett. 107，100401（2011）]。该谱由四个函数$G_c(z, E)$的公共零点给出，该四个函数$G_c(z, E)$取固定值$z\in\mathbb{C}$。我们指出，Travenec定义的所有$G_c(z,E)$函数均为零，因此谱实际上并不是由它们的根给出的。
2015-03-19 math-ph math.MP quant-ph
First-principle crosstalk dynamics and Hamiltonian learning via Rabi experiments
本文提出通过同步Rabi实验拟合哈密顿量来学习量子芯片串扰参数，并成功预测多量子比特实验，为减少相干门误差和指导处理器设计提供新方法。
2025-02-07 quant-ph
Heat kernel for the quantum Rabi model II: propagators and spectral determinants
量子拉比模型（QRM）是量子系统，特别是量子光学中的一个重要模型。已知哈密尔顿算子$H_{\text{Rabi}}$具有奇偶分解$H_{\text{Rabi}} = H_{+} \oplus H_{-}$。本文通过相应热核的Wick旋转（亚纯延拓），给出了哈密顿量$H_{\text{Rabi}}$和$H_{\pm}$的薛定谔方程的传播子（时间演化算子的积分核）的显式表达式.此外，在这种情况下的完整的哈密尔顿的QRM，我们表明，对于哈密尔顿$H_{\pm}$，谱行列式是，直到一个非零的整个功能，等于布拉克$G$ -功能（对于每个奇偶校验）用于证明可积的QRM。为此，我们证明了Hamilton算子$H_{\pm}$的谱ζ函数的亚纯延拓，并给出了它的一些基本性质.
2021-06-03 math-ph math.MP math.NT
Affine spin-pencil factorization of generalized driven anisotropic Rabi--Stark Hamiltonians in an inhomogeneous orthosymplectic superalgebra
Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo（伊达尔戈大都会理工大学）；SECIHTI-Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica（国家天体物理学、光学和电子学研究所）；Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional（国立理工学院高级研究中心）
本文在正交辛超代数中构造广义驱动各向异性Rabi-Stark哈密顿量的超对称仿射分解，实现精确零能态并统一四种极限模型。
2026-09-30 quant-ph
On the Integrability of the Rabi Model
的拉比哈密顿量的精确频谱分析发现任意耦合强度和失谐。我提出了一个标准的可积性的量子系统包含离散的自由度，这表明在这种情况下，一个有限的对称群可能需要可积性，即使没有保守的收费超出了哈密顿量本身的存在。此外，我介绍和解决一个自然的推广拉比模型，没有对称性，因此可能是最小的不可积的物理系统。
2011-12-20 math-ph math.MP quant-ph
Exploring critical states of the quantum Rabi model via Hamiltonian variational ansätze
South China Normal University（华南师范大学）；Key Laboratory of Atomic and Subatomic Structure and Quantum Control (Ministry of Education)（原子与亚原子结构及量子控制教育部重点实验室）；Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter（广东省物质结构与基本相互作用卓越基础研究中心）；School of Physics, South China Normal University（华南师范大学物理学院）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials（广东省量子工程与量子材料重点实验室）；Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter（广东-香港量子物质联合实验室）；Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学前沿物理研究院）
本文通过哈密顿变分方案研究量子拉比模型的临界态，发现所需电路深度与有效系统规模线性相关，表明该方法能有效捕捉临界态行为，为复杂临界态提供了新的探测手段。
2026-03-28 quant-ph
Eigenvalues and Eigenstates of Quantum Rabi Model
对量子拉比模型的解析解的科学兴趣是由于这个简单的模型在量子光学、量子计算、腔QED和纳米机电系统中的广泛使用。这一兴趣与当旋转波近似失败时，需要对两能级系统与量子振子的相互作用进行理论描述有关。在这封信中，我们提出了一种量子拉比哈密顿量的精确对角化的方法。这种方法是基于泡利运营商的属性，并允许我们很容易地解决固定薛定谔方程的二能级系统。首先，我们证明了该方法的Jaynes-Cummings哈密顿量得到众所周知的解决方案的适用性。然后，我们得到的本征值和本征态的量子拉比哈密顿使用所提出的方法。结果表明，所得到的本征态可以表示的Jaynes-Cummings哈密顿量的本征态的基础上。
2023-02-13 physics.optics quant-ph
Error bounds for the Floquet-Magnus expansion and their application to the semiclassical quantum Rabi model
本文提出一种非微扰方法推导周期驱动系统任意阶有效哈密顿量，并应用于半经典量子Rabi模型，提供误差界分析。
2025-11-04 quant-ph
Algebraic structure of the two-qubit quantum Rabi model and its solvability using Bogoliubov operators
通过分析光子数空间中的哈密顿量，我们发现了两量子比特量子Rabi模型的代数结构，从而揭示了其在有限光子数下的新的准精确解的可能性.在本征能量等于单光子能量\hbar ω的整个量子比特-光子耦合区中，存在最多含有$1$光子的准精确本征态，这一点可以从哈密顿结构中得到清楚的证明.用类似的方法，我们发现这些特殊的“暗态”类本征态普遍存在于两量子比特Jaynes-Cummings模型中，其中$E=N\hbarω$（N=-1，0，1，.），其中之一也是双量子比特量子Rabi模型的本征态，它可能以更简单的方式提供一些有趣的应用。此外，利用Bogoliubov算符，我们解析地得到了一般双量子比特量子Rabi模型的解。通过这种更简洁、更物理的方式，在不使用Bargmann空间的情况下，我们清楚地看到了无限维两量子比特量子Rabi哈密顿量的本征值是如何由收敛的幂级数确定的，从而使解由于收敛性而合理地达到任意精度。
2015-01-27 quant-ph
Exceptional spectra of the two-qubit quantum Rabi model
本文研究了两种情况下双量子比特量子Rabi模型的特殊谱。首先，在共振条件下，当两个量子比特的频率与光场的频率满足共振关系时，得到了一个特殊的谱。利用变换旋转波近似（TRWA）方法，可以将Rabi模型映射到量子比特-光子Fock态空间中的可解形式。基于量子超导电路实验装置，讨论了系统参数的最佳取值范围。在谐振站工作窗口内，计算了能谱。其次，得到了水库中双量子比特Rabi模型的一个特殊的准精确解。在光子数空间中分析了哈密顿量的代数结构，找到了一个封闭的准精确本征态空间，并从哈密顿量的代数结构中清晰地找到了准精确解.这一结果可以用来检验量子Rabi模型。
2016-10-09 quant-ph
Exact solution for the quantum Rabi model with the $\boldsymbol{\mathsf{A}}^{2}$ term
在腔量子电动力学中，量子拉比模型（QRM）被广泛地应用于辐射与物质相互作用的基本能级分析。典型的QRM哈密顿量只包含$\boldsymbol{\mathsf{p}} \cdot \boldsymbol{\mathsf{A}}$项，然而，量子电动力学的完全非相对论性哈密顿量也包含$\boldsymbol{\mathsf{A}}^{2}$项。在这里，我们找到了一个精确解，并借助于精确正则变换证明了带$\boldsymbol{\mathsf{A}}^{2}$项的QRM哈密顿量（QRMA）被约化为带重整化频率和耦合常数的标准QRM模型哈密顿量，本征态通过场的压缩态表示。结果，$\boldsymbol{\mathsf{A}}^{2}$项定性地改变了在强耦合区中具有纯电磁相互作用的QRM的行为：腔内原子的基态能量的值高于真空中的原子的基态能量的值，并且具有不同量子数的能级交叉的数目减少。
2020-02-18 quant-ph
Hamiltonian of a flux qubit-LC oscillator circuit in the deep-strong-coupling regime
我们推导出一个超导电路，包括一个单约瑟夫森结磁通量子比特电感耦合到LC振荡器的哈密顿量，我们比较推导出的电路哈密顿量与量子拉比哈密顿量，它描述了一个两级系统耦合到谐振子。我们表明，有一个简单的，直观的对应关系之间的电路哈密顿量和量子拉比哈密顿。虽然存在整个谱的整体移位，但是直到第七激发态的电路哈密顿量的能级结构仍然可以由量子拉比哈密顿量很好地拟合，即使在耦合强度大于量子比特和振荡器的频率的情况下，即，当量子位振荡器电路处于深强耦合状态时。我们还表明，虽然电路的哈密顿量可以通过一个单一的变换包含一个电容耦合项的哈密顿量，得到的电路哈密顿量不能近似的量子拉比哈密顿量的变体，使用类似的程序映射到泡利和谐振子运营商的电路变量，即使是相对较弱的耦合。通量计和电荷计之间的这种差异来自量子比特哈密顿本征态的性质。
2022-05-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Analog Quantum Simulation of Dirac Hamiltonians in Circuit QED Using Rabi Driven Qubits
本文提出一种在电路QED中用Rabi驱动量子比特模拟Dirac哈密顿量的新方法，以最小硬件实现模型灵活设计与参数完全控制，并通过Dirac动力学示例验证其有效性。
2025-04-11 quant-ph
Non dissipative decoherence of Rabi oscillations
我们提出了一个简单的理论描述最近的两个实验中，拉比振荡，这不能归因于耗散消相干阻尼，已被观察到。这是考虑演化时间或哈密顿量作为随机变量，然后在一个适当定义的，独立于模型的概率分布上平均通常的酉演化。
1999-10-25 quant-ph
Simulating Anisotropic quantum Rabi model via frequency modulation
各向异性量子Rabi模型是量子Rabi模型的推广，它允许其旋转项和反旋转项具有两个不同的耦合常数。它为我们理解量子光学、固体物理和介观物理的各种物理特性提供了一个基本模型。本文提出了一种在电路量子电动力学系统中通过周期频率调制实现各向异性量子Rabi模型的实验可行方案。由两个周期性驱动场调制的量子比特-谐振腔耦合系统可以导出描述可调谐各向异性量子拉比模型的有效哈密顿量。通过调节驱动场的初始相位、频率和幅值，可以调节模拟系统的所有有效参数。研究表明，周期驱动能够将色散区的耦合系统驱动到超强耦合区，甚至是深强耦合区。导出的有效哈密顿量使我们能够得到纯旋转项和反旋转项。数值模拟表明，这种有效哈密顿量在超强耦合区和强耦合区都是有效的。此外，我们的方案可以推广到多量子比特的情况。我们也给出了模拟系统在薛定谔猫态和量子门推广中的应用。该方案将为进一步研究耦合强度远离量子光学中的超强耦合和深强耦合区的各向异性更强的Rabi模型铺平道路。
2019-03-15 quant-ph
Scaling of non-adiabaticity in disordered quench of quantum Rabi model close to phase transition
系统的动力学表现出非绝热性，即使在临界点附近的慢猝灭。我们分析了量子Rabi模型的非绝热性量子数对猝灭无序的响应，该量子Rabi模型具有正常和超辐射相之间的相变。我们考虑了Rabi模型中的一种无序猝灭，其中系统处于正常相的初始哈密顿量的基态，被猝灭到对应于临界点的最终哈密顿量。该无序被插入到猝灭的总时间中或猝灭参数本身中。我们用数值方法求解了相应的量子动力学方程，发现非绝热效应不受猝灭总时间中无序存在的影响。这一结果，然后独立地证实了绝热微扰理论和Kibble-Zurek机制的应用。对于淬火参数中的无序，我们报告了随着无序的强度单调增加的绝热性。最后，我们考虑淬火的最终哈密顿量被选为平均超过无序的最终哈密顿量，并表明，这种淬火是绝热的平均淬火与最终哈密顿的无序。
2020-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Wave packet Rabi oscillations from phase-space flow in mesoscopic cavity QED
在半经典极限下研究了Jaynes-Cummings哈密顿量的动力学，将其化为量子标准形，导出了经典光滑观测量的相空间动力学。由此产生的系统半经典近似被用来分析拉比振荡的光子波包揭示微妙的后果的不确定原理。
2008-04-28 quant-ph
Quantum simulation of general semi-classical Rabi model beyond strong driving regime
我们提出了一个模拟二能级系统与经典光场相互作用的方案。在两个微波音调的横向驱动下，系统的哈密顿量与一般半经典Rabi模型的哈密顿量相同。我们用超导transmon量子比特实验实现了这个哈密顿量。通过调节两个微波驱动场的强度、相位和频率，我们模拟了从弱驱动到极强驱动的量子动力学过程。由此产生的演变逐渐偏离正常的正弦拉比振荡与驱动强度的增加，根据一般的半经典拉比模型的预测远远超出了弱驱动限制。我们的方案为研究二能级系统与经典光场之间的强相互作用提供了一种有效的途径。这样的强相互作用在实验中通常是无法得到的。
2017-09-28 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
Optimal gauge for the multimode Rabi model in circuit QED
在电路QED中，拉比模型可以通过截断耦合到线性反应环境的非谐量子比特的希尔伯特空间来导出。这种截断破坏了完整哈密顿量中存在的规范不变性。我们分析了确定的最佳规范，使截断和完整的哈密顿量之间的差异最小化。在这里，我们推导出一个简单的标准的最佳规范。我们发现它是由量子比特的非谐性与平均环境频率的比值决定的。我们表明，通常的选择通量和电荷计的情况下，多个谐振器模式不一定是首选。
2019-04-18 quant-ph
Identifying unbound strong bunching and the breakdown of the Rotating Wave Approximation in the quantum Rabi model
本研究通过规范不变的表述和强度关联函数，发现量子Rabi模型在弱耦合下也出现无界强聚束，揭示旋转波近似失效，并指出耦合区间边界比已知更丰富。
2023-10-11 physics.optics quant-ph
$Z_N$ symmetric chiral Rabi model: a new $N$-level system
通过扩展二态Rabi模型的$\mathbb Z_2$对称性，提出了一种新的适用于$N$能级原子的量子Rabi模型.哈密顿量是$\mathbb Z_N$对称的，并且允许能级分离项中的参数是复数的，同时保持厄米。后一种性质意味着新模型是{ \em手性}，这使得它不同于文献中任何现有的$N$ -状态Rabi模型。$\mathbb Z_N$对称性提供了一般哈密顿量的部分对角化。该模型的精确孤立（即例外）能量具有类拉比形式，但是$N$倍退化的。对于三态情形（$N=3$），我们得到了三个超越函数，它们的零点给出了模型的正则（即非例外）能量。
2014-03-21 cond-mat.other math-ph math.MP
Generalized rotating-wave approximation for the quantum Rabi model with optomechanical interaction
研究了腔场模与端面镜振动模通过辐射压相互作用以及腔场模与二能级原子通过电偶极相互作用的混合腔光机系统的能量谱和本征态。基于量子拉比模型超越行波近似（RWA）的近似思想，我们实现了所谓的广义RWA（GRWA）来对角化任意大耦合的三重哈密顿量.值得注意的是，GRWA方法仍然允许以二分形式重写混合哈密顿量，就像拉比模型一样，通过重新参数化的耦合强度和拉比频率将修饰的原子场态（极化激元）耦合到机械模式。我们发现了一个更准确的能谱的原子-光子和光子-声子耦合的值范围很广，相比RWA的结果。计算了数值本征态与近似本征态之间的保真度。本征态的极化激元-声子纠缠度随着原子-光子耦合的变化呈现非单调的变化，与RWA处理中的特征单调增加相反。
2023-03-28 quant-ph
Physical background for parameters of the quantum Rabi model
我们调查的两个主要的近似，这是最常用的量子拉比模型的研究中，即描述的谐振腔模式作为一个单模量子化场和使用的旋转波近似的适用性。从多模量子化场与二能级系统相互作用的哈密顿量出发，对量子化场算符进行正则变换。这使得人们可以将系统的哈密顿量分成两部分。第一部分是二能级系统与单个集体场模的相互作用，而第二部分描述了与场涨落的相互作用。第一部分通常与谐振腔模式相关联。这种划分使我们能够确定单模近似的适用条件。此外，我们确定简单的近似关系的描述的本征态，本征函数和时间演化的量子拉比模型超越旋转波近似。
2016-08-30 quant-ph
Including temperature in a wavefunction description of the dynamics of the quantum Rabi model
我们提出了一个波函数的方法来考虑有限温度的量子拉比模型的初始条件。该方法是基于Davydov-Anglands与统计抽样的正则谐振子初始密度矩阵。运动方程从变分原理和数值计算结果进行了比较的热哈密顿方法。对于一个系统组成的一个单一的自旋和一个单一的振荡器和中等耦合强度，我们比较我们的新结果与全量子的，以及与其他Davydov型结果的基础上替代采样/求和策略。所有这些都比基于热哈密顿方法的性能更好。最好的协议是由玻尔兹曼加权个别本征态传播。然而，将此扩展到许多振荡器的浴缸中，将在数值上非常苛刻。使用任何一个调查的随机抽样方法将是有利的。
2017-08-11 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
Fragility to quantum fluctuations of classical Hamiltonian period doubling
我们在经典的倍周期哈密顿时间晶体中加入量子涨落，用大小为$l$的量子自旋取代$N$经典的相互作用角动量。完全置换对称的哈密顿量允许映射到玻色子模型和应用程序的精确对角化相当大的系统尺寸。在热力学极限$N\to\infty$下，该模型由Gross-Pitaevskii方程组描述，其经典混沌性质与有限$N$量子混沌密切相关.对于$N\to\infty$和$l$有限，拉比振荡标志着持续性倍周期的缺失，对于$l\to\infty$，拉比振荡频率指数地趋向于0而恢复。对于选定的初始条件，我们可以表示这个模型的泡利矩阵和应用离散截断维格纳近似。对于有限的$l$，这种近似没有再现拉比振荡，但正确地预测了倍周期的存在。我们的结果表明，在这个经典系统的时间平移对称性破缺的不稳定性，即使是最小的量子涨落，由于隧道效应。
2021-11-05 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Rabi model beyond the rotating wave approximation: generation of photons from vacuum through decoherence
我们数值研究的拉比哈密顿的动力学，描述了一个单腔模式和一个没有旋转波近似的二能级原子的相互作用，通过通常的Lindblad超算子的主方程中包括阻尼和退相水库。我们证明了反旋项和原子退相的结合导致了从真空中产生线性渐近光子。我们揭示了这种现象的起源，并估计其在现实情况下的重要性。
2008-06-20 physics.gen-ph quant-ph
Rabi spectroscopy for a two-level system
本文分析了一个耗散二能级量子系统在高、低频激发下的相互作用。该系统被这两种波连续地同时照射。如果第一个信号的频率接近电平分离，第二个被调谐到拉比频率，它示出的系统的响应表现出无阻尼的低频振荡。该方法可以是有用的低频Rabi光谱在各种物理系统，这是由一个两个层次的哈密顿描述，如核自旋在NMR，双阱量子点，超导磁通和电荷量子比特等作为一个例子，应用该方法的磁通量子比特的读出被认为是。
2005-02-28 quant-ph
Quantum Rabi oscillations of a qubit strongly coupled to a one-dimensional waveguide
Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）
本文研究与一维开放波导强耦合的量子比特的量子拉比振荡，通过旋转波近似对多模杰恩斯-卡明斯哈密顿量精确对角化，分析了多光子过程中拉比振荡的特性。
2026-09-09 quant-ph
Critical Quantum Metrology in the Non-Linear Quantum Rabi Model
光模与量子比特之间存在线性耦合的量子Rabi模型（QRM）模拟了消失模频率下的二阶相变，从而实现了少体系统中的临界增强量子精密测量.我们发现，包括一个非线性耦合项的QRM表现出更高的测量精度，由于其一阶类似相变在\emph{finite}频率，避免了有害的慢下来的影响接近临界点的线性QRM。当偏置项被添加到哈密顿量时，如果在电路QED平台中实现，则系统可以用作磁通计或磁力计。
2022-06-16 quant-ph
Quantum Rabi model for N-state atoms
通过扩展两态模型的宇称对称性，引入了一个易于处理的N态拉比哈密顿量。单模情形提供了一类新的周期系统的少参数描述，预言了某些四态原子-腔系统的基态在强耦合时将发生宇称变化。一组理论的治疗提供了物理洞察动力学和修改后的旋转波近似获得准确的分析能量。耗散情形可用于研究分子环或链中的激发能转移。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Cavity-QED tests of representations of canonical commutation relations employed in field quantization
拉比振荡的耗散和非耗散消相干的各个方面进行了讨论的背景下，在替代表示的CCR的场量子化。理论面临着实验，并分析了更确凿的测试的可能性。
2006-06-22 hep-th math-ph math.MP
Level crossings and new exact solutions of the two-photon Rabi model
通过研究双光子Rabi模型哈密顿量的微分代数性质，得到了该模型的无穷族精确解。这个家庭对应于能级交叉不涵盖的Juddian类，这是由elemetary函数。与此相反，新的状态是抛物柱面或贝塞尔函数表示。我们讨论了三种方法来发现这个隐藏的结构：微分方程的因式分解，木村变换，和一个双无限的，超越的巴格曼空间的基础。
2019-10-24 math-ph math.MP quant-ph
Generalized squeezing rotating-wave approximation to the isotropic and anisotropic Rabi model in the ultrastrong-coupling regime
利用位移变换和压缩变换，提出了广义压缩行波近似。一个可解的哈密顿量被重新制定在相同的形式作为普通RWA的。在量子比特与振子耦合实验中，用位移压缩振子态代替原来的位移态，得到了一个定义良好的类薛定谔猫纠缠态。对于各向同性Rabi情形，平均光子数和基态能量用附加压缩项解析地表示，表现出GSRWA的实质性改进。各向异性Rabi模型的基态能量也证实了GSRWA的有效性。由于压缩效应的存在，GSRWA改进了以往的方法，即使在大的原子频率下，也可以在很宽的耦合强度范围内只进行位移变换。
2016-12-13 quant-ph
Multiphoton resonance and chiral transport in the generalized Rabi model
在电路量子电动力学系统中，同时包含单光子和双光子耦合项的广义Rabi模型（gRM）已被成功地实现。在本文中，我们从理论上研究了gRM中的多光子共振，并推导出它们的有效哈密顿量。在不同的失谐量下，我们证明了所有的三到六光子共振都可以通过两个中间态来实现。此外，我们还研究了时间反转对称性破缺的共振结中光子Fock态的手征输运与多光子共振之间的相互作用。根据量子比特-光子相互作用和光子跳跃幅度，我们发现系统可以表现出不同的短时动力学。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Analytical solutions by squeezing to the anisotropic Rabi model in the nonperturbative deep-strong coupling regime
在各向异性Rabi模型下，利用广义压缩行波近似（GSRWA）研究了超导电路中一种新的、未被探索的非微扰深强耦合（npDSC）.能级从重新制定的哈密顿量进行了分析评估，并同意在很宽的耦合强度范围内的数值。这种改善归因于位移压缩态中由压缩动量方差所表示的形变效应，而这在先前的位移态中被忽略了。种群动力学证实了我们的方法的有效性npDSC强度。我们的方法为在量子比特振子实验中分析位移压缩态的npDSC强度铺平了道路。
2017-08-15 quant-ph
Multiple ground-state instabilities in the anisotropic quantum Rabi model
本文利用Bogoliubov算符方法研究了具有不同旋转波项和反转波项耦合强度的量子Rabi模型的各向异性变体。各向异性保持了原模型的宇称对称性。我们推导出相应的$G$ -函数，它产生的正规和例外的特征值。异常本征值对应于两个不同宇称的能级的交叉点，是双简并的。我们发现，分析基态和第一激发态可以跨越几次，表明多个一级相变的耦合强度的函数。这些交叉点与哈密顿量的明显宇称对称性有关，与非对称量子拉比模型中由隐藏对称性引起的能级交叉相反。
2021-04-11 quant-ph
Periodic quantum Rabi model with cold atoms at deep strong coupling
本研究利用光晶格冷原子实验实现了周期性量子Rabi模型的深强耦合 regime 量子模拟，观测到布里渊区边界处的非常规动力学及极端耦合下的初态坍缩复苏，验证了相关理论预测。
2024-07-10 quant-ph
Anisotropic Rabi model with two-photon relaxation
本研究利用各向异性拉比模型理论探究三种光-物质相互作用过程，通过数值求解主方程和推导非厄米有效哈密顿量，揭示其宇称敏感性及类量子相变现象，深化开放量子系统中超强光-物质作用理解并为腔量子计算提供见解。
2024-04-20 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
Quantum optics in a non-inertial reference frame: the Rabi splitting in a rotating ring cavity
利用弯曲时空中的量子场论，研究了非惯性参考系中原子与量子化电磁场耦合的量子光学。通过导出Jaynes-Cummings（JC）型哈密顿量，严格建立了旋转环形腔中二能级原子与量子化电磁场相互作用的微观模型。由于环形腔模的双重简并，拉比分裂呈现三个而不是两个谐振频率峰。我们发现，两个侧峰的高度表现出敏感的线性依赖于旋转速度。这种高灵敏度可用于检测整个系统的角速度。
2015-07-31 quant-ph
Mathematical Structure of Rabi Oscillations in the Strong Coupling Regime
本文利用基于李代数su（1，1）和su（2）的算子推广了Jaynes-Cummings哈密顿量，并研究了强耦合下这些模型Rabi flopping的数学结构.我们表明，拉比频率的广义相干算子（quant-ph/0202081）的旋转波近似下的矩阵元素。前半部分我们对基于李代数su（1，1）和su（2）的凝聚算子和广义凝聚算子作了一个综述。在后半部分，我们进行了详细的检查Frasca（quant-ph/0111134）和推广他的方法，并提出了一些相关的问题。我们也将我们的结果应用于量子计算中的受控酉门的构造。最后对完整量子计算的应用作了简要的评述。
2002-11-20 hep-th math-ph math.MP
Anisotropic Rabi model
我们将各向异性Rabi模型定义为自旋玻色子Rabi模型的推广：哈密顿系统破坏了宇称对称性;旋转和反转相互作用由两个不同的耦合常数控制;另一个参数在反转项中引入了相位因子。计算了广义模型的精确能谱和本征态。该解决方案是作为一个阐述最近提出的方法的各向同性限制的模型。通过这种方式，我们提供了一个长期寻求的解决方案的级联模型与直接相关的不同的物理领域，包括i）量子光学：两级原子在单模交叉电场和磁场; ii）固态物理：电子在半导体与Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合; iii）介观物理：约瑟夫森结磁通量子位量子线路。
2014-05-20 quant-ph
