Topology played an important role in physics research during the last few decades. In particular, the quantum geometric tensor that provides local information about topological properties has attracted much attention. It will reveal interesting topological properties in non-Abelian systems, which have not been realized in practice. Here, we use a four-qubit quantum system in superconducting circuits to construct a degenerate Hamiltonian with parametric modulation. By manipulating the Hamiltonian with periodic drivings, we simulate the Bernevig-Hughes-Zhang model and obtain the quantum geometri…
2022-09-26 quant-ph
Is there a problem with our Hamiltonians for quantum nonlinear optical processes?
我们通常用来描述量子非线性光学过程的模型已经非常成功,但除了少数例外,它们每个都包含一个数学缺陷。我们提出这个缺陷,显示它如何可以固定,并在此过程中,建议为什么我们可以继续使用我们喜欢的哈密顿。
2018-06-14 quant-ph
Explicit effective Hamiltonians for general linear quantum-optical networks
线性光网络是通过线性变换将经典入射模式转换为输出模式的设备。一般来说,这种变换的量子版本可以混合湮灭和创造算子。我们推导了一般线性量子网络的有效哈密顿量的一个简单公式,如果这样的哈密顿量存在的话。否则,我们将展示如何将网络的散射矩阵分解为三个矩阵的乘积,这些矩阵可以由哈密顿算子生成。
2003-10-02 quant-ph
Point-coupling Hamiltonian for frequency-independent linear optical devices
我们提出的点耦合哈密顿作为一个模型的频率无关的线性光学器件的传播光学模式描述为一个连续的谐振子。我们正式集成的海森堡运动方程的这个哈密顿量,计算其量子散射矩阵,并表明,应用的量子散射矩阵的输入状态是等效的应用经典散射矩阵的逆的湮灭算子描述的光学模式。我们展示了如何构建点耦合哈密顿对应于一个经典的散射矩阵描述的一般线性光学器件,并提供了一些常用的线性光学器件的哈密顿的例子。最后,为了证明点耦合哈密顿量的实际效用,我们用它来严格制定一个基于矩阵乘积状态的模拟时间延迟反馈系统,其中的反馈是由一个线性光学器件描述的散射矩阵,而不是硬边界条件(例如,反射率小于1的镜子)。
2019-09-20 quant-ph
Manifestation of Hamiltonian chaos in an open quantum system with ballistic atoms in an optical lattice
通过对刚性光晶格中原子运动的分析和蒙特卡罗模拟,发现了基本近共振物质-辐射相互作用中动力学不稳定性和哈密顿混沌的表现。自发辐射原子的扩散特性在参数和初始条件的取值范围内发生突变,其哈密顿动力学表现为混沌
2008-05-12 quant-ph
Complex Optical Potentials and Pseudo-Hermitian Hamiltonians
近年来,一些学者通过引入赝厄米性的概念,用较弱的条件取代了传统的哈密顿量的厄米性条件,从而拓宽了正则量子力学的范围。本文研究了具有赝厄米性的复光学势的本征值、透射和反射。
2003-01-20 quant-ph
Quantum parameter estimation of nonlinear coupling in trilinear Hamiltonian with trapped ions
本文提出了一种有效的测量线性离子晶体中集体轴向呼吸模和径向摇摆模之间由库仑斥力引起的非线性耦合的方法。量子传感技术是基于激光诱导的振动模式之一和内部离子的自旋状态之间的耦合,其允许通过测量声子概率分布或直接观察离子自旋状态的Ramsey型振荡来估计非线性耦合。我表明,由于存在非线性声子耦合的离子自旋态和轴向呼吸模式之间的非共振相互作用导致自旋相关的径向摇摆模式的声子压缩。因此,非线性耦合可以通过测量运动压缩态的布居数分布来估计。此外,我表明,非共振之间的相互作用的自旋和径向摇摆模式创建一个自旋相关的分束器操作之间的两个振动模式。因此,可以通过检测离子自旋布居来进行参数估计。最后,通过在两个集体模之间引入一个纠缠态,证明了测量不确定度的精度可以达到海森堡极限。
2021-12-23 quant-ph
On the spectrum of a Hamiltonian defined on su_q(2) and quantum optical models
给出了具有suq(2)动力学对称性的哈密顿量的本征值和本征向量的解析表达式。讨论了这种算子在量子光学中的相关性。作为应用,我们用SU_q(2)微扰理论研究了Dicke模型的基态能量.
2010-03-18 quant-ph
Measuring a topological transition in an artificial spin 1/2 system
我们提出了测量的拓扑性质,陈数($C_\mathrm{1}$),一个封闭的流形中的两个能级系统的哈密顿空间,其中的两个能级系统是由超导量子比特形成。我们沿着流形中的路径操纵超导量子比特的哈密顿量的参数,并从量子比特的非超导响应中提取$C_\mathrm{1}$。通过调整流形,使哈密顿量的简并从流形内部传递到流形外部,我们观察到拓扑转变$C_\mathrm{1} = 1 \rightarrow 0$。我们对$C_\mathrm{1}$的测量在跃迁的两侧被量化到2%以内。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Measuring the Orbital Angular Momentum of a Single Photon"
每个光子具有不同轨道角动量(OAM)的光学模式可以通过与光束旋转器结合的马赫-曾德尔干涉仪进行分类,而不需要求助于OAM模式转换器。
2002-08-23 quant-ph
Approach to accurately measuring the speed of optical precursors
前兆可以作为色散介质中信息传播速度的一个界限。我们提出了一种方法来识别的速度的光学前体使用基于偏振的干涉在固态设备中,它可以约束的准确性的前体的速度小于$10^{-4}$与常规的实验条件。我们的建议可能对光通信和快速信息处理具有重要意义。
2011-10-04 physics.atom-ph quant-ph
Spin-Boson Hamiltonian and Optical Absorption of Molecular Dimers
通过计算Bloch和Husimi投影,分析了自旋玻色子哈密顿量破缺后的本征态.将本征态分析与非对称二聚体构型的吸收带计算相结合,该构型由具有不同激发能和光学跃迁矩阵元的单体构成。获得了具有规则和不规则精细结构的吸收带,并与光谱中绝热分支从共存到混合的过渡有关。结果表明,自旋状态之间的相关性允许不同的光学不对称性的吸收带之间的插值。
1999-11-09 quant-ph
A high dynamic range optical detector for measuring single photons and bright light
光的探测是所有光学实验和应用的基础。在单光子水平上,光的量子化性质需要专门的探测器,其通常对多于一个光子饱和,使得不可能测量明亮的光。饱和可以通过多路复用单光子敏感探测器来部分克服,从而能够测量多达数十个光子。然而,目前的方法仍然远远不能弥合与明亮光水平的差距。在这里,我们报告一个多路复用的单光子探测器,它具有123 dB的动态范围,从低至$\mathbf{10^{-7}}$光子每脉冲的光能量,以$\mathbf{\sim2.5\times10^{5}}$光子每脉冲。这使我们能够将单个光子探测器直接校准到功率计。单光子灵敏探测器的使用使我们能够进一步研究各种量子态的非经典特性。该器件将在需要高动态范围和单光子灵敏度的地方找到应用。
2019-11-15 quant-ph
Synchronization of Hamiltonian motion and dissipative effects in optical lattices: Evidence for a stochastic resonance
从理论上研究了噪声强度对耗散光晶格中布里渊传播模激发的影响。我们表明,激发具有特定数量的噪声对应的精确同步的光学势面上的哈密顿运动和耗散效应与光抽运在晶格中的共振行为。这对应于随机共振现象。我们的结果是通过数值模拟得到的,对应于微观量(原子空间分布)以及宏观量(空间扩散和泵浦-探测光谱的增强)的分析。我们还提出了一个简单的分析模型与模拟非常一致。
2003-09-29 quant-ph
Perspective: Quantum Hamiltonians for Optical Interactions
量子电动力学(QED)的多极哈密顿量被广泛应用于化学和光学物理中,以严格处理电磁场与物质的相互作用。它也被广泛用于评估分子间的相互作用。哈密顿量的多极版本通常通过对库仑规范哈密顿量进行幺正变换来获得,称为Power-Zienau-Woolley(PZW)。该配方不仅提供了与实验的良好一致性和预测能力的多功能性,而且还提供了优越的物理洞察力。最近,PZW哈密顿量的基础和有效性受到质疑,引起了对规范变换和不变性问题的关注,以及从幺正等价哈密顿量获得的可观测量是否相同。在这里,对理论基础的深入分析澄清了问题,并使误解得以确定。非物理性的主张被驳斥:PZW变换和随之而来的哈密顿量被证明是建立在坚实的物理原理和可靠的理论基础上的。
2018-01-23 quant-ph
Measuring the Casimir-Polder potential with Unruh-DeWitt detector excitations
提出了一种利用原子激发测量光腔中Casimir-Polder力的新方法。我们利用Unruh-DeWitt Hamiltonian模拟完整物质场相互作用的框架,并找到二能级原子的激发率与Casimir-Polder能量之间的联系,允许将一个映射到另一个。我们认为,这样的实现开辟了一条路线,研究Casimir-Polder势通过测量激发态的人口在大的,空间紧凑的原子系综。
2019-12-18 quant-ph
Direct measurement of the energy spectrum of a quantum dot qubit
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Q-NEXT, Argonne National Laboratory(Q-NEXT,阿贡国家实验室);Materials Science Division, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室材料科学部);Prizker School of Molecular Engineering, University of Chicago(芝加哥大学普里茨克分子工程学院)
本文提出了一种无需依赖哈密顿量的测量方法,用于直接测量双量子点能量谱,展示了在宽能量范围内获取量子点参数的有效性。
2026-03-31 quant-ph
Measuring all compatible operators in one series of a single-qubit measurements using unitary transformations
在量子计算机上解决电子结构问题的变分量子本征求解器方法涉及测量哈密顿期望值。形式上,量子力学允许人们同时测量所有相互交换或相容的算子。不幸的是,目前的硬件允许测量只有一个更有限的子集的运营商,共享一个共同的张量积本征基。我们引入了酉变换,将任何完全可交换的算子群变换为可以在当前硬件上测量的群。这些酉运算可以被编码为Clifford门的序列,并且让我们不仅可以测量更大的项组,而且可以在经典计算机上有效地获得这些组。找到最小数目的完全可交换组的条款覆盖整个哈密顿的问题被发现是等价的最小团覆盖问题的图表示哈密顿条款作为顶点和它们之间的交换性作为边缘。测试的几个分子电子哈密顿高达50万项,介绍的技术允许减少的数量分别可测量的运营商集团下降到几百个,从而实现高达2个数量级的减少。研究还表明,这种增益至少与量子比特的数量呈线性关系。
2020-03-14 physics.chem-ph quant-ph
Measuring the quantum statistics of an atom laser beam
提出并分析了一种利用光学零差和拉曼原子激光技术测量原子激光正交统计的方案。利用正常拉曼原子激光输出耦合方案的修正,将入射耦合光束的量子统计映射为探测光。空间传输动力学的多模模型表明,拉曼入耦合器给出了一个明确的信号的德布罗意波正交压缩脉冲和连续输入。最后,我们表明,该计划的实验实现可以通过测量Glauber的强度关联函数与现有的方法进行测试。
2006-10-10 quant-ph
Measuring Trotter error and its application to precision-guaranteed Hamiltonian simulations
本研究提出一种结合不同阶Trotter化、无需辅助量子比特的Trotter误差测量方法,构建了精度保证的Trotter$(m,n)$算法,可自适应选步长保持电路最浅,在自旋链测试中步长约为传统误差界推断值的十倍。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el hep-lat
Measuring Analytic Gradients of General Quantum Evolution with the Stochastic Parameter Shift Rule
混合量子-经典优化算法是近期量子计算机最有前途的应用之一。在这些算法中,目标是使用来自在量子设备上执行的测量的反馈来优化关于一些经典参数的可观察量。在这里,我们研究的问题,估计的梯度的函数直接从量子测量优化,推广和简化文献中存在的一些方法,如所谓的参数移位规则。我们推导出一个数学上精确的公式,该公式提供了一种用于估计任何多量子比特参数量子演化的梯度的随机算法,而无需引入辅助量子比特或使用哈密顿模拟技术。当底层设备可以实现其系数取决于参数的哈密顿量的展开中的所有泡利旋转时,梯度测量是可能的。尽管进行了一些近似,但即使所有可用的量子门都有噪音,例如由于量子设备和未知环境之间的耦合,我们的算法也会继续工作。
2021-01-19 quant-ph
Sub-nanometer measuring ellipticity of a suspended optical nanowaveguides based on nondegenerate mechanical modes
本文提出利用悬浮拉锥光纤两个非简并本征弯曲模式的频率分裂反演截面椭圆度,实现260 nm半径下0.16 nm的亚纳米精度测量。
2025-03-15 quant-ph
Quantum algorithms designed for realistic quantum many-body systems, such as chemistry and materials, usually require a large number of measurements of the Hamiltonian. Exploiting different ideas, such as {importance sampling,} observable compatibility, or classical shadows of quantum states, different advanced measurement schemes have been proposed to greatly reduce the large measurement cost. Yet, the underline cost reduction mechanisms seem distinct from each other, and how to systematically find the optimal scheme remains a critical challenge. Here, we address this challenge by proposing a…
2023-01-12 quant-ph
Measuring finite-range phase coherence in an optical lattice using Talbot interferometry
当前研究的重要目标之一是控制和操纵各种系统中的相干性,例如半导体自旋电子学,生物光合系统,超导量子比特和复杂原子网络。在过去的几十年里,原子和分子的干涉测量已被证明是探索相干性的有力工具。在这里,我们展示了一个近场干涉仪的基础上的塔尔博特效应,它允许测量有限范围的相位相干性的超冷原子在光晶格。我们应用这种干涉仪研究了一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体在量子猝灭后的相位相干性。我们的技术测量有限范围的相位相干性是通用的,易于采用,并可以应用于几乎所有的晶格实验,而无需进一步修改。
2017-08-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum simulation of discrete-time Hamiltonians using directionally unbiased linear optical multiports
最近,提出了标准光学多端口的推广[Phys. Rev. A 93,043845(2016)]。这些方向无偏的多端口允许光子反转方向并从输入端口向后退出,为任意图形结构上的量子行走提供了现实的线性光学散射顶点。在这里,它表明,这些多端口的阵列允许模拟的范围内的离散时间哈密顿系统。描述的例子,包括空间和内部自由度的情况下,模拟。由于输入端口也兼作输出端口,因此与执行相同功能的前馈网络相比,节省了大量资源。该模拟仅使用线性光学器件以可扩展的方式实现,并且可以以简单的方式推广到更高维的系统,从而提供了离散时间量子系统的图形模型的具体实验可实现的实现。
2017-04-11 quant-ph
Hamiltonian Design in Atom-Light Interactions with Rubidium Ensembles: A Quantum Information Toolbox
本文研究了冷~(87)Rb系综中原子自旋集体变量与偏振光的耦合。多个超精细能级的效应表现为秩2张量极化率,其不可约分量可以通过探测失谐量来选择。的D1和D2线的Rb进行了探讨,我们确定不同的失谐,导致不同的对称性旋转的哈密顿。作为这些哈密顿量的可能应用,我们描述了自旋压缩,量子克隆,量子存储和测量原子数的计划。
2007-12-05 quant-ph
Quantum algorithm for measuring the energy of n qubits with unknown pair-interactions
众所周知的量子相位估计算法要求所考虑的么正可用作取决于辅助寄存器的量子态的条件变换。我们提出了一种算法,将未知的n比特对相互作用哈密顿量转换为条件哈密顿量,使得标准相位估计可以应用于测量能量。我们的基本假设是,所考虑的系统可以与量子计算机进行交互。对于较大的n,该算法仍然适用于估计能态密度,因此可能有助于寻找固态能隙。
2001-08-10 quant-ph
Measuring Optical Activity with Unpolarised Light: Ghost Polarimetry
量化样品的光学手性需要精确测量透射光的线性偏振平面的旋转。这个概念的核心是样品需要暴露在定义偏振态的光下。我们表明,通过使用偏振纠缠光子源,我们可以测量光学活性,同时用非偏振光照射样品。这不仅允许光学活性的低光测量,而且还允许分析样品,否则如果受到偏振光的干扰。
2022-08-17 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Relation between strength of interaction and accuracy of measurement for a quantum measurement
应用哈密顿量理论研究了二能级量子系统的测量过程。对于不与系统哈密顿量对易的可观测量的测量,得到了相互作用强度、过程时间间隔和测量精度之间的非平凡关系.特别地,为了实现这种可观测量的无误差测量,需要满足说明相互作用哈密顿量不与系统哈密顿量对易的条件。
2011-04-19 quant-ph
Recovery of a generic local Hamiltonian from a degenerate steady state
本文研究从本征态简并混合权重的稳态中恢复一般局域哈密顿量,通过构造正交空间方程并统计线性无关方程数量判断可恢复性,为衡量稳态刻画哈密顿量的程度提供了方法。
2023-09-18 quant-ph
We put forward and demonstrate experimentally a {\it quantum-inspired} protocol that allows to quantify the degree of similarity between two spatial shapes embedded in two optical beams without the need to measure the amplitude and phase across each beam. Instead the sought-after information can be retrieved measuring the degree of polarization of the combined optical beam, a measurement that is much easier to implement experimentally. The protocol makes use of non-separable optical beams, whose main trait is that different degrees of freedom (polarization and spatial shape here) can not be de…
2022-11-12 physics.optics quant-ph
Measuring entanglement growth in quench dynamics of bosons in an optical lattice
讨论了一种测量光晶格中玻色原子猝灭动力学过程中多体纠缠增长的方案。通过使用一个1D或2D设置,其中两个副本的相同状态的准备,我们展示了如何任意顺序的Renyi熵可以提取使用隧道之间的耦合副本和测量的奇偶性现场占领数,已经在最近的实验中进行。我们说明了这些想法的超流莫特绝缘体淬火的玻色-哈伯德模型,也为硬核玻色子,并表明该计划是强大的对测量中的缺陷。
2012-05-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Simulating the Hamiltonian of Dimer Atomic Spin Model of One Dimensional Optical Lattice on Quantum Computers
一维伊辛模型及其与若干物理概念的联系对理解若干原理、现象和数值方法起着至关重要的作用。由伊辛模型可以得到有磁场存在时耦合一维耗散自旋系统的哈密顿量。我们通过设计具有精确门测量的量子线路来模拟上述哈密顿量,并通过具有受控能量分离的不同$N$态使用IBMQ体验平台执行,其中我们可以检查耗散晶格系统中的量子同步。我们的结果显示了各种纠缠态之间的关系,不同的能量分离($ω$)与自旋-自旋耦合($λ$)之间的关系,以及保真度计算的几个迭代的模型使用。我们还利用VQE算法估计了Ising-Hamiltonian的基态和第一激发能态,并研究了最低能量值随体系层数的变化。
2022-01-05 quant-ph
Measuring the single-photon temporal-spectral wave function
光的时间光谱模式提供了一个基本的窗口,原子和分子系统的性质,并提供了强大的信息编码手段。因此,在单光子水平上精确表征光的时间光谱状态的方法在理解量子发射体方面发挥着核心作用,并且是利用单光子状态的量子技术的关键要求。在这里,我们展示了一个光学参考的方法,它融合了超快计量和单光子光谱检测技术,表征单光子的时间光谱状态。这提供了一个强大的,波长可调的方法,用于快速表征脉冲单光子状态,支持新兴的光量子技术的基础上的时间光谱模式结构的量子光。
2018-02-20 quant-ph
Quantum algorithm for spectral projection by measuring an ancilla iteratively
我们提出了一种量子算法,用于将量子系统投影到任何厄米算符的本征态,前提是可以访问辅助系统和系统的相关控制幺正演化,以及控制辅助量子比特的测量。这种阿达玛测试的原始迭代,以实现光谱投影,投影本征态的分布服从玻恩规则。该算法可以作为量子退火过程中的子程序,通过测量驱动系统到最终哈密顿量的基态,我们模拟了量子多体自旋链。
2020-03-23 quant-ph
An On-chip Homodyne Detector for Measuring Quantum States and Generating Random Numbers
光学零差检测已经在一系列量子技术中作为表征工具和作为后选择性地产生非线性的方式而被使用。到目前为止,光学实现仅限于体光学器件。在这里,我们提出了第一个零差检测器完全集成硅光子学和适合的电磁场的量子态的测量。这款高速、紧凑型检波器具有低噪声工作特性,散粒噪声和电子噪声之间的间隙为10 dB,最高速度为160 MHz。这些性能适用于光学量子态的片上表征,例如Fock态或压缩态。作为第一个应用,我们展示了量子随机数的产生在1.2 Gbps的生成速率。生成的随机数通过NIST统计测试套件提供的所有统计测试。
2016-12-14 quant-ph
Measuring Nothing
测量是量子信息处理和通信不可或缺的一部分;它是如何将系统状态中编码的信息转换为经典信号以供进一步使用。在量子光学中,测量通常是破坏性的,因此之后的步骤无法获得状态-对于顺序测量方案至关重要。因此,发展实用的方法,对光场的非破坏性测量是一个重要的课题,为未来的实用量子信息处理系统。在这里,我们将展示如何测量量子光场中真空的存在或不存在,而不破坏状态,实现到相应子空间的理想投影。这不仅可以实现对量子通信有用的连续测量,而且还可以通过裸提升和降低算子来创建新的光状态。
2012-07-12 quant-ph
Measuring the Lyapunov exponent using quantum mechanics
我们研究了两个波包的时间演化,这两个波包在相同的初始状态下制备,但在略微不同的哈密顿量下演化。对于混沌系统,我们确定了导致波包重叠函数随时间指数衰减的情况。我们表明,足够弱的扰动,指数衰减遵循费米黄金法则,而通过使两个哈密顿量之间的差异更大,特征指数衰减时间成为李雅普诺夫指数的经典系统。我们通过数值研究二维动力系统的重叠衰减函数来说明我们的理论研究结果。
2001-12-10 cond-mat nlin.CD quant-ph
Optically Measuring Force near the Standard Quantum Limit
海森堡不确定原理为连续光学测量力的灵敏度设定了一个下限。这个界限,标准的量子极限,只有当受到力的机械振荡器不受其环境的干扰时,并且当光子散粒噪声的测量不精确性与测量反作用的干扰相平衡时,才能达到。在高精细度光腔中,对超冷原子云的质心运动施加一个外力。光机械转换的响应清楚地表明了测量不精确性和反作用噪声之间的权衡。我们实现的灵敏度是一致的,与理论预测的量子极限给出原子的轻微的残余热扰动和光电探测量子效率,是一个因素4以上的绝对标准量子极限。
2013-12-17 physics.atom-ph quant-ph
Interferometric approach to measuring band topology in 2D optical lattices
近年来,人们已经实现了具有非零的布洛赫带Berry相位的光晶格。需要开发新的方法,用适合于超冷原子的实验工具测量Berry相位和能带的拓扑性质。本文提出了一种测量二维布洛赫带Berry相位的干涉方法。其关键思想是使用拉姆齐干涉和布洛赫振荡的组合来测量Zak相位,即对应于倒易晶格矢量的闭合轨迹的Berry相位。我们证明了这种方法可以用来测量Bloch带的Berry曲率、Dirac点的π-Berry相位和拓扑带的第一Chern数。我们讨论了几个实验可行的实现这种技术,这使得它对低频磁噪声的鲁棒性。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Measuring the single-particle density matrix for fermions and hard-core bosons in an optical lattice
光晶格中的超冷原子提供了范例量子晶格模型的干净、可调谐和良好隔离的实现。随着量子气体显微镜的出现,它们现在也提供了测量单个晶格位置的可能性。然而,尚未实现的是测量单粒子密度矩阵的那些元素,它们在占据基中是非对角的。在这里,我们提出了一个计划,以访问这些基本量的费米子以及硬核玻色子,并调查其准确性和可行性。该计划依赖于工程的一个大的有效的隧道之间的耦合遥远的晶格网站和协议,是基于测量网站的职业后,两个随后的淬火。
2019-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Photon carries linear momentum and angular momentum simultaneously. Within the light-matter interaction process, exchange of linear momentum results in optical forces, whereas exchange of angular momentum leads to optical torques. Use of optical forces (light pressure or damping) have been long and wide in quantum optomechanics, however, those of optical torque and optical angular momentum are not. Here we propose a theoretical framework based on optical angular momentum and optical torques to derive the Hamiltonians of cavity orbital and spin angular momentum optomechanical systems, respectiv…
2022-09-24 physics.optics quant-ph
Measuring Blackbody Noise in Silica Optical Fibres for Quantum and Classical Communication
本文通过单光子雪崩探测和锁相检测测量了室温附近二氧化硅单模光纤中的黑体辐射噪声,发现约0.1光子/s/THz的加性噪声,并指出其构成量子与经典光纤通信的基本限制。
2024-10-02 physics.optics quant-ph
Effective Hamiltonian for fermions in an optical lattice across Feshbach resonance
考虑到多带占据和邻位碰撞,我们导出了光晶格中冷费米子原子在宽费什巴赫共振下的哈密顿量。在典型构型下,得到的哈密顿量可以被简化为一个有效的单带模型,它描述了局域修饰分子与邻近位置的费米子原子的价键态之间的一种新型共振.在这种共振的不同侧面,有效哈密顿量被减少到费米原子的t-J模型或修饰分子的XXZ模型。这些模型中的参数在实验上是可调的,在整个范围内,这允许观察各种相变。
2005-08-30 cond-mat.other quant-ph
Quantum Phases of the Extended Bose-Hubbard Hamiltonian: Possibility of a Supersolid State of Cold Atoms in Optical Lattices
冷原子光晶格通常模拟零程哈伯德模型。讨论了利用光晶格的激发态产生扩展范围的哈伯德模型的理论可能性。我们发现,玻色子限制在较高的带的光晶格允许一个丰富的相图,包括超固相。利用Gutzwiller平均场论我们建立了维持由扩展的Bose-哈伯德模型产生的亚稳态所必需的参数机制。
2005-07-20 cond-mat.other quant-ph
Simulating high-temperature superconductivity model Hamiltonians with atoms in optical lattices
我们研究了模拟高温超导中不同模型哈密顿量的可行性。我们简要地讨论了最常见的模型,然后集中在使用超冷原子在光晶格中的所谓的t-J-U哈密顿的模拟。为此,以前的模拟方案,以实现自旋相互作用项J的扩展。我们特别克服了填充因子恰好为1的条件,否则会将模拟系统的相位限制为莫特绝缘体。在光晶格中使用超冷原子允许对非常宽的参数范围内的所讨论的模型进行模拟。模拟哈密顿量所需的时间估计和模拟过程的精度进行了数值研究的小系统。
2006-05-30 cond-mat.other quant-ph
Three-spin interactions in optical lattices and criticality in cluster Hamiltonians
我们证明了在两个原子的光晶格的三角形结构中,可以产生各种新的自旋1/2哈密顿算符。它们包括有效的三自旋相互作用,这是由于原子沿着两条不同路径隧穿的可能性。这激发了对各种三自旋哈密顿量的基态性质的研究,包括它们的两点和n点关联以及可定域纠缠。我们提出了一个哈密顿量,其唯一的基态以上的有限能隙的可定域纠缠长度发散的应用外场的一个很大的间隔,而在同一时间的经典相关长度保持有限。
2004-04-13 cond-mat.soft quant-ph
Implementation of Spin Hamiltonians in Optical Lattices
我们提出了一个光晶格装置来研究自旋链和阶梯。电场和磁场使我们可以随意改变的耦合常数,产生各种量子相位,包括Halfenite相,临界相,量子二聚体等。数值模拟显示如何基态可以准备cathetically。我们还提出了一些方法来测量一些可观的,如能隙,交错磁化,端链自旋效应,自旋相关性和字符串序参量。
2004-04-26 cond-mat.str-el quant-ph
Description of the hydrogen atom and the He+ ion in an optical cavity using the Pauli-Fierz Hamiltonian
本研究基于Pauli-Fierz哈密顿量,采用张量积光-物质基矢求解光学腔内库仑势单电子系统,探究腔尺寸的影响,发现其可显著改变能级、跃迁态、纠缠及HHG谱。
2024-07-11 physics.chem-ph quant-ph
Measuring nonequilibrium retarded spin-spin Green's functions in an ion-trap based quantum simulator
最近的工作提出了一个变种的拉姆齐干涉耦合自旋$1/2$系统,直接测量延迟自旋自旋格林函数。在此基础上,我们进一步研究了横场伊辛模型中的非平衡态迟滞自旋-自旋格林函数。我们推导出最低的四个谱矩来理解短时行为,并采用Lehmann表示来确定谱行为。我们模拟了一个非平衡量子自旋系统的Ramsey协议,该系统由基态和非绝热激发的高能态通过时间斜坡横向磁场的相干叠加组成。然后,我们应用拉姆齐光谱协议的最终哈密顿量,它有一个恒定的横场。短时间的行为直接关系到多体关联输运的Lieb-Robinson边界,而长时间的行为则与哈密顿量的激发谱有关。在数据分析中采用压缩感测以有效地提取该光谱。
2015-12-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Measuring spin correlations in optical lattices using superlattice potentials
提出了两种利用超晶格势研究光晶格中原子的短程和长程自旋关联的实验方法。第一种方法是通过占据新的振动基态,将基础晶格的周期性绝热加倍,以探测费米子(玻色子)的邻近单重态(三重态)相关性。第二种方法利用时间依赖的超晶格势产生自旋相关的运输由任何数量的规定的晶格站点,并探测器的相关性所产生的双重占用的网站的数量。对于实验相关参数,我们演示了这两种方法如何产生大的签名的反铁磁(AF)的相关性强排斥费米子原子在一个Single Shot的实验。最后,我们展示了如何这种方法也可以应用于探测d-波配对,一个可能的基态候选人的掺杂排斥哈伯德模型。
2011-05-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Engineering cubic quantum nondemolition Hamiltonian with mesoscopic optical parametric interactions
Stanford University(斯坦福大学);NTT Research, Inc.(NTT研究所);Cornell University(康奈尔大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
该研究提出一种利用介观光学参量相互作用实现三次量子非破坏哈密顿量的方案,可高效制备非高斯量子态,并具有高探测效率容忍度,有望在近期实验中实现。
2023-05-05 physics.optics quant-ph
Multiple photon Hamiltonian in linear quantum optical networks
本研究提出线性光学多端口多光子有效哈密顿量显式公式的新推导,通过关联李群演化与李代数演化实现,并以双端口器件为例展示群论方法的作用。
2023-10-03 math-ph math.MP quant-ph
Engineering entanglement Hamiltonians with strongly interacting cold atoms in optical traps
提出了一种在一维临界自旋系统中实现纠缠哈密顿量的方案。我们的方法是基于这样的概念,即纠缠谱的系统可以实现与物理哈密顿包含一组位置相关的耦合。我们专注于再现的纠缠谱的系统在两种不同的几何形状的通用比率:谐波陷阱,这对应于一个分区嵌入在一个无限的系统,和一个线性的潜力,它再现了半分区的属性与开放的边界条件。我们的研究结果表明,在一个现实的冷原子实验环境中,通过简单地使用重力和标准的捕获技术测量海森堡和XX模型的纠缠谱的可能性。
2020-07-10 cond-mat.quant-gas quant-ph