Collapse and revival of quantum coherence for a harmonic oscillator interacting with a classical fluctuating environment
研究了量子系统与经典随机场描述的噪声涨落环境相互作用的非经典动力学。作为一个典型的例子，我们考虑一个谐振子最初准备在一个最大的非经典状态，例如一个Fock数状态或薛定谔类猫状态，然后耦合到共振或非共振的外部场。随机建模使我们能够描述退相干动力学，而无需诉诸近似的量子主方程，并以受控的方式引入非马尔可夫效应。通过对不同非经典性判据的详细比较和对退相干时间的深入分析，揭示了一个丰富的现象学，其主要特征可以概括为：（1）经典记忆效应增加了量子相干性的生存时间;（2）系统的固有频率与经典场的中心频率之间的失谐引起了量子相干性的恢复。
2015-03-17 quant-ph
Thermally-induced qubit coherence in quantum electromechanics
量子相干性是量子系统处于正交量子态叠加的能力，是量子力学的一个显著特征，它标志着对经典物理的偏离。相干在量子传感和计量学、量子热力学和计算中有着广泛的应用。一个特别有趣的是，可以观察到从热能以反直觉的方式产生的相干性，而不需要实施涉及相干驱动序列的复杂协议。在这篇手稿中，我们研究了量子相干性出现在一个混合系统由一个两能级系统（量子比特）和一个热量子谐振子（材料力学振荡器），最近的实验进展的启发，在这样的系统的制造。我们表明，量子相干性是创建在这样一个复合系统中的部件的相互作用，并持续相关的阻尼。这种方案的实现将证明以前未观察到的相干产生机制，并且可以有益于具有机械振荡器和量子比特的混合量子技术。
2022-06-09 quant-ph
Stochastic control of quantum coherence
系统参数的随机调制的应用通常增加退相干效应。在这里，我们将展示如何，采用适当的随机调制，而是有可能保持系统的量子相干性。
2002-01-14 quant-ph
Enhancing coherence of a state by stochastic strictly incoherent operations
在本文中，我们解决的问题，增强相干的状态下随机严格非相干操作。基于相干性的$l_1$范数，我们得到了一个随机严格非相干操作的状态所能达到的最大相干性值以及获得最大相干性的最大概率.我们的研究结果表明，纯态在随机严格非相干作用下可以转变为最大相干态当且仅当纯态的所有分量都不为零，而混合态在随机严格非相干作用下永远不能转变为最大相干态.
2017-12-22 quant-ph
Coherence, broken symmetry and nondissipative motion of a quantum oscillator
本文以量子振子为例，揭示了动力学相干态、相位对称性破缺与非耗散运动之间的内在联系，并指出类似状态在多粒子体系中表现为超流与超导。
2024-08-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Coherence of quantum non-Gaussian states via nonlinear absorption of quanta
通过非线性吸收过程生成量子非高斯态的相干性，突破线性吸收的局限。
2025-11-22 quant-ph
Stochastic Quantization of the Time-Dependent Harmonic Oscillator
本文将最近由Haba和Kleinert发展的随机量子化方法推广到非自治力学系统，即含时谐振子。与自治的情况相比，量子化过程涉及非线性辅助方程的解。
2004-06-09 quant-ph
Semiclassical optimization of entrainment stability and phase coherence in weakly forced quantum limit-cycle oscillators
研究了半经典条件下量子非线性振子对周期调制弱谐波驱动的最优卷吸。利用新近发展起来的量子非线性振子半经典相位约化理论，考虑了两类优化问题：一类是关于夹带态的稳定性问题，另一类是关于夹带态的相位相干性问题.将经典优化方法应用于近似描述量子极限环动力学的半经典相位方程，可以得到周期振幅调制的最佳波形。以具有压缩效应和克尔效应的量子vanderPol振子为例，数值分析了优化的性能。结果表明，优化的波形的夹带稳定性产生更快的夹带驱动信号比一个简单的正弦波形的情况下，而相位相干产生的正弦情况下的改善不大。这些结果从相敏函数的性质得到了解释。
2020-01-25 nlin.AO quant-ph
Understanding synchronization between quantum self-sustained oscillators through coherence generation
研究量子自持振荡器间的相位同步，推导了联合密度矩阵元素贡献相对相位分布的条件，确定了作为同步关键资源的相干性元素子集，并揭示了同步与信息论度量的关系。
2025-06-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Clausius inequality versus quantum coherence
在这项研究中，我们模型的谐振子，进入干涉仪部分耦合到热浴的振荡场采用布朗型Lindblad主方程。更具体地说，我们调查的动力学和在不同温度下的系统的热力学量的变化。我们认识到，虽然系统可以保持相干在其与热浴在低温极限的相互作用，系统的熵产生违反克劳修斯不等式。此外，我们认为，系统的相干性是这种违反的来源，而不是系统的纠缠度，如以前的研究报告。
2019-06-26 quant-ph
Coherence and entanglement of mechanical oscillators mediated by coupling to different baths
本文研究了两个耦合机械振子与两个互不相关的热浴系统在温度分别为$T_1$和$T_2$时的非平衡动力学。我们得到完整的解决方案的海森伯-朗之万方程，这揭示了相干混合的正常模式的振荡器作为其非对角耦合的结果浴。独特的重整化方面所造成的混合进行了讨论。对角和非对角（相干）关联函数的情况下，严格欧姆浴与不同的强，弱耦合制度的耦合得到解析。一个渐近非平衡定态出现，我们得到的相关性和相干性的完整表达式。值得注意的是，在高温下，$T_1 \neq T_2$的经典极限仍然存在。在耦合到同一个谐振腔的振子简正模之间失谐量为零的情况下，相干性保持了对初始条件的长时间记忆。早期时间演化的微扰展开揭示了相干性的出现是振荡器\emph{mediated}的正常模式之间的纠缠的结果，通过它们的耦合浴。这\emph{suggests}纠缠的生存在高温极限为不同温度的浴，这基本上是一个结果的非平衡性质的渐近稳定状态。一个小的失谐和大的$|T_1- T_2|$的平衡设置产生非零的稳态相干性和纠缠在高温极限的浴。
2017-07-06 cond-mat.other quant-ph
Stochastic Coherence Theory for Qubits
相干性的资源理论研究量子技术中叠加的操作价值。这一理论的一个关键问题是关于这种资源的操纵和相互转换的效率。在这里，我们完全解决了这个问题的混合状态的量子位通过确定混合状态转换的最佳概率，通过随机非相干操作。这意味着混合单量子比特状态之间的渐近状态转换率的新的下界，在某些情况下被证明是紧的。此外，我们还得到了在给定相干代价下，所有单比特态之间的最小相干性，这为相干性理论的不可逆性提供了新的解释。
2019-03-11 quant-ph
Negativity-Mutual Information conversion and coherence in two-coupled harmonic oscillators
量子信息是量子物理学许多领域的共同研究课题，如量子通信和量子计算，以及量子热力学。它可以被编码在离散或连续变量系统中，用适当的形式主义来处理它，通常取决于所选择的量子系统。对于连续变量系统，采用准概率函数来表示量子态和非经典签名是方便的。维格纳函数是一种特殊的准概率函数，因为它允许在相空间中描述与经典系统非常相似的量子系统。在这项工作中，我们考虑一些信息方面的两个模式连续变量系统。特别是，我们说明了如何互信息可能是有用的两个国家之间的非高斯属性转移。此外，当系统耦合到热库，但也与一个额外的单模高斯态的相干性进行了研究。我们的结果可能是，在原则上，研究在捕获的离子设置，其中的双模系统可以被编码的离子的振动模式。
2020-10-28 quant-ph
Testing Quantum Coherence in Stochastic Electrodynamics with Squeezed Schrödinger Cat States
电子双缝衍射中的干涉图样是量子力学的一个重要特征。随机电动力学（SED）的一个长期存在的问题是它是否能够再现这样的效果，因为干涉是量子相干性的表现。在这项研究中，我们使用激发谐振子直接测试在SED的量子特性。我们利用两个反向传播的双色激光脉冲将基态谐振子提升到压缩薛定谔猫态。当两个分离的波包重组时，干涉图样出现在量子概率分布中，但在SED概率分布中不存在。因此，我们给出一个反例，拒绝SED作为一个有效的替代量子力学。
2020-11-25 quant-ph
Dissipation induced coherence and stochastic resonance of an open two-mode Bose-Einstein condensate
讨论了双阱中玻色-爱因斯坦凝聚体在相位噪声和粒子损失作用下的动力学行为。弱相互作用凝聚体的相位相干性，实验测量通过在干涉实验中的对比度，以及对外部驱动的响应成为最大的耗散率匹配系统的固有时间尺度的有限值。这可以理解为多粒子系统的随机共振。甚至更强的效果时，观察到的耗散行为与强粒子间的相互作用，几乎完全恢复冷凝物的纯度和增加的相位相干性显着。我们的理论结果得到了蒙特卡罗模拟的支持，这表明了良好的定性协议，并提供了一个微观解释所观察到的随机共振效应。
2009-02-03 quant-ph
Lifetime-limited Gigahertz-frequency Mechanical Oscillators with Millisecond Coherence Times
该研究通过激光光谱与材料分析确定晶体石英中声子退相干主要源于表面损伤，并利用优化抛光工艺使12 GHz μHBAR实现超过6 ms相干时间和创纪录f-Q乘积，为高频量子存储器铺平道路。
2025-04-12 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Identical damped harmonic oscillators described by coherent states
本文研究了无热噪声下服从马尔可夫主方程的量子阻尼谐振子，解析计算了单相干态及多态叠加在不同基下的量子相干性，并探讨了双振子系统中量子统计对单粒子相干性、联合探测概率及粒子均方分离的影响，发现了玻色子反聚束现象。
2023-01-31 quant-ph
Decoherence in strongly coupled quantum oscillators
本文对两个耦合耗散振子的相干现象进行了全面的分析。还分析了经典驱动场对其中一个振子的作用。主方程推导出弱相互作用和强相互作用振荡器的两个制度，从中产生有趣的结果有关的联合和减少系统状态的相干性。需要强耦合制度来实现振荡器正常模式的大的频移，使得有可能探索储层的谱密度的整个轮廓。我们展示了如何通过将简正模频率转移到水库的小谱密度区域来控制退相干过程。不同的频谱密度的水库被认为是和他们的退相干过程的影响进行了分析。对于不同阻尼率的振子，我们发现质量较差的系统得到改善，反之亦然，这一结果可能是有用的量子态保护。状态复发和交换动力学进行了分析，以及它们在延迟退相干过程中的作用。
2003-09-09 quant-ph
Derivation of exact master equation with stochastic description: Dissipative harmonic oscillator
本文在随机描述的框架下，给出了一个系统地推导耗散系统主方程的方法。对于谐振子池的Caldeira-Leggett模型，给出了池诱导随机场的详细初等推导。系统的动力学过程完全由随机微分方程描述，所需的主方程可以通过统计平均得到。结果表明，封闭形式的主方程的存在性取决于系统的特异性以及由谱密度函数表征的耗散特性。对于耗散谐振子，可以观察到浴流随机场与系统之间的相关性可以解耦，主方程自然产生。这样的方程具有Lindblad形式，其中时间相关系数由一组积分方程确定。基于路径积分技术，证明了所得到的主方程与著名的Hu-Paz-Zhang方程是等价的。该方法也被用来获得含时场中耗散谐振子的主方程。
2011-10-22 quant-ph
Disagreement between correlations of quantum mechanics and stochastic electrodynamics in the damped parametric oscillator
利用量子力学和随机电动力学（SED）半经典理论计算了阻尼非简并参量振荡器的腔内和外三阶关联。这两种理论得到的结果有很大的不同，量子力学的关联在系统的非线性耦合常数下是立方的，而SED的关联在相同的常数下是线性的。特别是，这两种理论之间的差异至少存在于介观制度。当包括实际阻尼时，它们也存在。这种差异说明了量子力学和连续变量的隐变量理论之间的区别。
2000-03-29 quant-ph
A complete analysis of spin coherence in the full-loop Stern Gerlach interferometer using non-squeezed and squeezed coherent states of the Quantum harmonic oscillator
多年来，不同的研究小组提出了不少建议，利用斯特恩-格拉赫效应在相当长的时间尺度上在微米级的中性测试质量之间建立稳定的宏观空间叠加。Bose等人和同事在2017年提出的一个这样的提议使用这个想法来表明，如果没有量子相干介质的存在，两个质量就不能引力纠缠。这种方法的一个关键方面涉及SG干涉仪的可见性的测量，该测量提供了在波包在位置和动量空间两者中组合之后在总干涉时间上守恒的自旋相干程度的估计。然而，这个想法的成功实施需要几个实验参数的知识。为此，我们提出了一个严格的数学分析的可见性在一般SG干涉仪的非压缩和压缩的热相干态的量子谐振子。此外，我们推导出的温度上的初始准备的波包的测试质量所需的非压缩和压缩相干态的约束。我们表明，对于微米量级的波包分裂尺寸，可以使用1.0e-14 - 1.0e-15 kg量级的质量来实现这样的建议，时间间隔高达0.5秒。我们的研究结果表明，对于压缩的情况下，所需的温度可以按比例放大几个数量级（与非压缩的情况下），如果一个考虑压缩的动量空间中的最初准备的波包。
2022-07-23 quant-ph
Slowing quantum decoherence of oscillators by hybrid processing
将量子信息编码到相干态的叠加态中是宏观量子相干性实际应用的一个典型代表。然而，这些状态对能量损失非常敏感，非常迅速地失去其非经典方面的相干性。一个可用的确定性策略来减缓这个退相干过程是应用高斯压缩变换之前的损失作为保护步骤。在这里，我们提出了一个确定性的混合保护方案，利用强大的，但可行的相互作用与两级免疫自发发射的ancillas。我们验证了该方案对量子位辅助失相的鲁棒性。我们的方案适用于多个振子中相干态的复杂叠加，值得注意的是，随着相干态振幅的增加，对损失的鲁棒性增强。这个方案可以在原子、固态系统和超导电路的实验中实现。
2021-06-14 quant-ph
Thermal-fluctuator driven decoherence of an oscillator resonantly coupled to a two-level system
School of Physics and Astronomy and Centre for the Mathematics and Theoretical Physics of Quantum Non-Equilibrium Systems, University of Nottingham（诺丁汉大学物理与天文学院及量子非平衡系统数学与理论物理中心）
研究热激活双态波动器与振荡器的相互作用如何导致退相干，分析耦合强度对相干振荡和Rabi振荡的影响，揭示非指数相平均驱动的退相干行为。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Loss of quantum coherence in a system coupled to a zero-temperature environment
讨论了零温度环境对相干量子系统的影响。首先，我们计算了系统的约化密度算子的框架内众所周知的，精确可解的模型耦合到一个浴的谐振子的振荡器。然后，我们提出了一个Aharonov-Bohm干涉仪的草图，通过干涉测量，系统的相干长度的减少，由于与环境的相互作用，即使在零温度限制。
2005-02-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence, Re-coherence, and the Black Hole Information Paradox
我们分析了一个由耦合到场的振子组成的系统。以场作为环境，振子在很短的{ \it退相干时间尺度}上失去相干性;但是，在长得多的{ \it弛豫时间尺度}上，可以预见地演变成一个独特的纯（基态）态。这个{ \it再相干}的例子对于量子理论的解释和黑洞蒸发过程中的信息损失都有着有趣的意义。我们通过研究量子场的中间态和最终态来研究这些影响，将其视为与未观测到的振子耦合的开放系统。
1994-11-30 gr-qc hep-th quant-ph
Energy Transfer and Coherence in Coupled Oscillators with Delayed Coupling: A Classical Picture for Two-Level Systems
通过在耦合中加入一个常数时滞，扩展了用耦合振子模拟二能级系统的Frimmer-Novotny模型。引入的延迟对系统动力学和两级建模的影响，然后进行了研究，发现大量的。在数学上，引入延迟将动力系统从有限维系统转换为无限维系统。所得到的系统的延迟微分方程求解使用Krylov方法与Chebyshev插值和后处理细化。计算和分析揭示了延迟可以发挥的关键作用。当主动力学本征模绕一个半径与耦合强度成正比、角度与延迟成线性关系的圆运动时，它具有振荡效应。这种变化控制着能量转移的动力学和相干性。因此，延迟和耦合强度决定了系统的稳定性。时滞是主要的相关参数，在一定的时滞区间内，系统不受耦合影响而保持稳定。当主模态之一与虚轴相交时，会产生显著的影响，在虚轴处，主模态变为纯虚模态且无阻尼。因此，这两种状态的能量可以在很长一段时间内存在和交换。此外，它被发现，延迟改变分裂和线宽的方式进一步影响能量转移和相干性。还发现，延迟不应该大到具有显著效果。例如，对于具有500 nm波长的光学系统，临界延迟可以是数十阿秒。
2022-09-05 nlin.CD quant-ph
Loss of coherence and coherence protection from a graviton bath
本文研究了量子谐振子与引力子浴耦合导致的相干性丢失，通过量子场论框架推导出主方程，发现退相干率与陷俘频率立方成正比，且数态叠加态永不退相干，揭示了引力子相互作用下的相干性保护机制。
2024-01-08 gr-qc quant-ph
Bistability in quantum nonlinear oscillator excited by stochastic force
提出了分析含噪声非线性量子系统定态的近似解析方法。作为一个例子，我们考虑了受涨落力激励的量子非线性振子，发现了具有多个定态解的参数区域。这种区域的存在是双稳态的必要条件。我们忽略振荡振幅的涨落，但不忽略振荡相位的涨落。然后，振荡器噪声功率谱依赖于振荡器平均能量n，这导致非线性积分方程n。求出了该方程的解析解，得到了激振力在不同谱下的定态。对定态进行了线性稳定性分析。
2015-01-03 physics.optics quant-ph
Quantum Trajectory Approach to the Stochastic Thermodynamics of a Forced Harmonic Oscillator
我制定了一个量子随机热力学的量子轨迹的连续监测强迫谐振子耦合到热库。一致的依赖于熵的定义，介绍了工作，热量和熵，通过工程的热库从一系列的两级系统。在这种形式主义的不可逆性和熵产生之间的联系进行了分析和证实，证明了一个详细的量子轨道的涨落定理。最后，可能的实验验证进行了讨论。
2012-02-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stabilizing Spin Coherence Through Environmental Entanglement in Strongly Dissipative Quantum Systems
耦合到谐振子池中的量子自旋--耗散量子系统模型--的关键特征是振子势能和自旋隧穿率之间的竞争。我们发现，这些相反的趋势导致环境纠缠通过叠加的绝热和反绝热振子状态，然后稳定的自旋相干性对强耗散。这一认识激发了自旋玻色子模型的多体基态的快速收敛变分相干态展开，我们通过数值量子层析成像证实了这一点。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Stochastic simulation of dissipative quantum oscillators
University of Exeter（埃克塞特大学）
本文通过耗散量子振子的随机模拟，展示如何利用准经典方法建模开放量子系统，揭示环境量子性质对系统动力学的影响。
2024-06-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic Representation of the Quantum Quartic Oscillator
本文提出将量子自旋系统的经典随机过程表示方法推广至玻色子系统，以一维量子四次振子为例，用经典随机变量精确参数化其时间演化，并通过解析极限验证了新数值模拟方法的有效性。
2022-11-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tutorial on stochastic systems
在本教程中，考虑随机系统的三个例子：强阻尼振荡器，弱阻尼振荡器和无阻尼振荡器（积分器）由噪声驱动。这些系统的演变的特点是时间的关联函数和频谱密度的位移，这是确定和讨论。阻尼振荡器达到稳定的随机状态。它们的相关性是采样时间差的减函数，它们的光谱在共振频率附近有峰值。无阻尼振荡器永远不会达到稳定状态。它的能量随时间增加，其频谱在低频处有尖锐的峰值。所需的数学方法和物理概念的解释是在一个即时的基础上，并提到了一些理论上的陷阱。从振荡器的研究中获得的见解可以应用于各种各样的物理系统，如原子和半导体激光器，这将在随后的教程中讨论。
2021-10-13 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Singular perturbation of quantum stochastic differential equations with coupling through an oscillator mode
本文考虑一个通过振子模间接耦合到马尔可夫存储器的物理系统。例如，在量子光学中普遍存在的泄漏光学腔中的原子样品的通常模型中就是这种情况。在强耦合极限下，振子可以从模型中完全消除，在系统和储层之间留下有效的直接耦合。在这里，我们提供了一个数学上严格的治疗这个限制作为一个弱限制的时间演化和观测值上适当选择的指数域在福克空间。所得到的有效模型可以包含发射和吸收以及散射相互作用。
2006-09-06 math-ph math.MP quant-ph
Beyond the Fokker-Planck equation: Stochastic Simulation of Complete Wigner representation for the Optical Parametric Oscillator
我们证明了一种方法，它允许量子系统的随机建模，广义福克-普朗克方程在相空间中包含高于二阶的衍生物。这概括了量子随机远远超出了量子光学范式的三，四波混频问题，这些技术迄今为止只适用。为了验证我们的方法，我们模拟了一个完整的维格纳表示的光学参量振荡器，一个系统，其中正确的结果是众所周知的，可以通过其他方法获得。
2001-08-29 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
