Cooperative Ordering in Lattices of Interacting Two-Level Dipoles
利用经典电动力学模拟，我们研究了受驱动的二能级偶极子的规则单分子层的合作行为。偶极响应的结果从许多合作的本征模的干扰，每个频率从单个谐振偶极子的情况下，并与修改的寿命，由于偶极子之间的相互作用。特别令人感兴趣的是戈薇晶格，其中半规则的几何形状允许同时激发两个主导模式，一个强烈的次辐射，导致在两个级别的系统中的电磁诱导的相干性的干扰。干扰模式与铁电和反铁电有序交替晶格行长程相互作用。
2015-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Quantum computer with dipole-dipole interacting two-level systems
一种可扩展的高性能量子处理器可以在固态主机中使用近共振偶极-偶极相互作用掺杂剂来实现。在该方案中，量子比特由有效二聚体的基态和亚辐射态表示，有效二聚体由成对的紧密间隔的二能级系统形成，而两量子比特纠缠要么依赖于二聚体之间的相干激发交换，要么由外部激光场介导。
2004-11-26 quant-ph
Double jumps and transition rates for two dipole-interacting atoms
研究了具有宏观量子跃迁（亮期和暗期）的偶极相互作用原子荧光中的合作效应。不同强度周期之间的转换率以封闭形式计算，并用于确定双强度周期和暗周期之间的双跳率，三个强度周期的平均持续时间和它们出现的平均率。我们预测，据我们所知的第一次，合作效应的双跳，原子距离从一个和十个波长的强过渡。作为原子距离的函数，双跃迁率在大约一个波长的距离处可以显示高达30%的振荡，并且在十个波长的距离处仍然可以看到振荡。这些量的协同效应及其特征行为强烈依赖于激光失谐量。
2000-09-17 quant-ph
Dipole-Dipole interaction in photonic crystal nanocavity
基于时域有限差分法研究了光子晶体纳米腔中两个二能级原子间的偶极-偶极相互作用。该方法包括实光子效应和虚光子效应，可用于弱耦合和强耦合情况下具有不同跃迁频率的偶极子。对真空中和理想平面微腔中的偶极子进行了数值验证。对于位于光子晶体纳米腔中的偶极，发现原子位置、原子跃迁频率、共振频率和腔品质因数强烈地影响着偶极-偶极相互作用势和合作衰减参数.通过合理安排两个原子的位置，可以得到相等的合作衰变参数和局域耦合强度。当跃迁频率等于共振频率时，可以获得较大的合作衰减参数。当跃迁频率在谐振频率附近的腔线宽范围内变化时，偶极-偶极相互作用势从吸引势到排斥势连续变化。品质因数越高，合作参数和偶极-偶极相互作用的值越大，变化越剧烈。我们的研究结果为偶极-偶极相互作用的研究提供了一种新的方法，在基于固态纳米腔和量子点系统的量子计算和量子信息处理等领域具有潜在的应用价值。
2011-12-24 physics.optics quant-ph
Correlation in superradiance: A closed-form approach to cooperative effects
我们发展了一种新的方法来描述超辐射和相关的合作和集体效应的封闭形式。利用这种方法，我们得到了一个两原子主方程，其中任何复杂的原子能级，半经典耦合场和量子涨落的字段可以包括，至少在原则上。作为一个例子，我们考虑一个初始倒置的两级系统的动力学，并显示如何即使在一个简单的系统现象，如初始辐射爆发或扩大由于偶极-偶极相互作用发生，但它也是可能的，以估计人口的subradiant状态在辐射衰减。最后，我们发现只有关联，而不是纠缠是负责超辐射。
2005-09-26 quant-ph
Cooperative effects in dense cold atomic gases including magnetic dipole interactions
本文理论研究兼具电、磁偶极相互作用的冷原子气体，分别用多体物理和开放系统方法分析量子简并与非简并情形，揭示自旋模型、光散射方向性及亚/超辐射与量子统计的关系。
2023-06-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Strong coupling optical spectra in dipole-dipole interacting optomechanical Tavis-Cummings models
从理论上研究了光机械Tavis-Cummings模型的发射光谱：两个偶极-偶极相互作用原子耦合到光机械腔（OMC）中。特别地，我们研究了偶极-偶极相互作用（DDI）对该混合系统在强原子-腔以及强光-机相互作用（以下称为强-强耦合）下发射的单光子光谱的影响。我们还表明，我们的分析是服从列入机械损失（弱机械阻尼限制下）和单光子损失通过自发发射从两个级别的发射器下的非本地Lindblad模型。
2016-05-26 quant-ph
Position and Momentum Entanglement of Dipole-Dipole Interacting Atoms in Optical Lattices: The Einstein-Podolsky-Rosen Paradox on a Lattice
我们研究了一种可能的实现的位置和动量相关的原子对，被限制在两个相互移动的光晶格的相邻网站，并通过激光诱导偶极-偶极相互作用纠缠。爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）"悖论“[物理评论47，777（1935）]与平移变量，然后修改晶格衍射效应。这个“悖论”在这个方案中可以得到高度的准确性的验证。
2004-09-23 quant-ph
Translational Entanglement of Dipole-Dipole Interacting Atoms in Optical Lattices
我们提出并研究了位置和动量相关的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）态的实现[Phys.Rev.47，777（1935）]，这些态迄今为止一直未能被探测到。实现涉及原子对被限制在两个相互移位的光晶格的相邻位置，并通过激光诱导偶极-偶极相互作用纠缠。平移变量的EPR“悖论”，然后修改晶格衍射效应，并可以验证在这个计划的高精度。
2003-05-19 quant-ph
Cooperative atom-light interaction in a blockaded Rydberg ensemble
通过利用电磁感应透明（EIT）将探测跃迁耦合到里德伯态，我们将强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们的特征作为探针强度和密度的函数的合作光学非线性。我们发现，偶极封锁的效果不能用平均场来描述，但需要一个$N$ -原子合作模型。获得了良好的定量协议，为三个原子每个封锁与$n=60$里德堡态。我们对$<110$ kHz的封锁球的退相速率设置上限。
2010-06-21 physics.atom-ph quant-ph
Simplified approach to double jumps for fluorescing dipole-dipole interacting atoms
本文提出了一种研究阱中少数发荧光原子和离子的量子跃迁统计中的合作效应的简化方案。它允许三个偶极-偶极相互作用的四能级系统的模型的Ba+离子的相关水平计划的分析处理。对于后者，在以前的实验中报道了巨大的双跳和三跳速率，并且巨大的速率归因于偶极-偶极相互作用。我们的理论结果表明，偶极-偶极相互作用对这些速率的影响最多为5%，并且对于实验的参数值，实际上没有影响。因此，偶极-偶极相互作用似乎可以排除作为实验中报告的巨大速率的可能解释。
2006-03-27 quant-ph
Cooperative Decay of N Atoms in a Ring Configuration
本研究推导了环形排布的N个二能级原子在单激发下合作衰变速率谱的解析形式，先得到标量模型结果，再推广至偶极子对齐的矢量光模型，为多原子合作辐射研究提供解析工具。
2025-01-16 quant-ph
Light Cones in Classical Dipole-Dipole Interacting Systems
这里讨论了磁相互作用沿经典偶极子链传播的速度。而在量子信息对应的远程相互作用的自旋，其中的信息的传播速度起着至关重要的作用，这是不严格清楚是否存在一个光锥或没有，在这里，我们提供的数值证据，相互作用的偶极子不破坏一个线性光锥后不久，扰动发生。具体来说，幂律展开发生，随后是相关相互作用的线性传播。与量子情形相反，与所谓的引力速度问题类似，我们发现在经典语境中信息的传播速度可以是任意大的。为了与狭义相对论相一致，我们提出了一个与标架无关的Landau-Lifshitz方程。
2020-10-30 quant-ph
Cooperative Effects in Closely Packed Quantum Emitters with Collective Dephasing
在紧密堆积的量子发射体系综中，由于偶极-偶极相互作用引起的退相，合作效应通常被抑制。在这里，我们表明，通过添加足够强的集体退相合作的影响可以恢复。特别是，我们表明，在一个紧密包装的强烈驱动的两级量子发射体，集体退相的合奏的偶极力相比，增强了一个独立的非相互作用合奏的偶极力。我们的结果是相关的固态系统嵌入量子发射器，如钻石中的色心和超导量子比特在微波腔和波导。
2018-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Cooperative light scattering in any dimension
我们提出了一个在任何维度上都有效的合作光散射理论：连接理论的开放线，开放平面，开放空间的非相对论制度。该理论包括近场和偶极取向效应，突出了场模式限制如何控制的现象。我们提出了一种新的平面集体效应的实验实现。
2017-02-19 quant-ph
Coherent manipulation of two dipole-dipole interacting ions
我们调查到什么程度可以操纵两个被困离子相干时，他们的耦合介导的偶极-偶极相互作用。我们将展示如何通过这种相互作用引起的能级移动来产生纠缠，而状态的衰减几乎可以忽略不计。这将使我们能够实现条件动力学（CNOT门）和单量子位操作。我们提出了两种不同的实验实现，可以实现大的电平转换，并讨论了这个计划的优点和缺点，从实际实现的角度来看。
1999-03-17 quant-ph
Transition from antibunching to bunching for two dipole-interacting atoms
当原子间距减小而其他参数保持不变时，具有偶极-偶极相互作用的二能级原子系统的共振荧光存在从光子反聚束到聚束的跃迁。我们给出了一个简单的解释的基本机制，在原则上也可以适用于其他系统。PACS编号42.50.Ar、42.50Fx
1998-06-11 quant-ph
Light-induced Self-Organization in Cooperative Free Space Atomic Arrays
Harvard University（哈佛大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究光驱动的协同偶极子-偶极子相互作用如何在弱束缚原子阵列中形成自组织结构，通过线性和环形几何分析揭示了自组织收缩与膨胀现象及拓扑非平凡双极化配置的产生。
2026-04-22 quant-ph
Cooperative excitation and many-body interactions in a cold Rydberg gas
里德堡激发的偶极阻断是这些高位量子态中原子间强相互作用的标志。偶极封锁的后果之一是抑制里德堡激发的计数统计的波动，其中一些证据已经在以前的实验中发现。在这里，我们提出的动力学和计数统计的超冷铷原子的里德堡激发的共振和非共振，表现出亚和超泊松计数统计，分别。我们比较了我们的结果与数值模拟使用一种新的理论模型的基础上迪克态的里德伯原子，包括偶极-偶极相互作用，发现实验和理论之间的良好协议。
2012-06-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Collective emission of photons from dense, dipole-dipole interacting atomic ensembles
我们研究了冷的、被囚禁的原子系综的集体辐射性质。我们认为高密度制度的平均原子间距离是可比的，或小于，由原子发出的共振光辐射的波长。我们发现，从激发原子系综的光子的发射率强烈增强拉长云。我们分析了原子系综的集体单激发本征态，发现吸收/发射光谱与非相互作用（低密度）或单原子光谱相比被加宽并向较低频率移动。我们还分析了发射的辐射的空间和时间的轮廓。最后，我们探讨了如何有效地激发集体超辐射态的原子系综从长寿命的存储状态，以实现量子计算和通信应用的物质-光接口。
2021-02-05 quant-ph
Analysis of radiatively stable entanglement in a system of two dipole-interacting three-level atoms
研究了利用激光双谐波连续驱动或脉冲驱动，在$Λ$组态中产生两个三能级偶极相互作用原子辐射稳定纠缠态的可能性。我们提出了三种方案，用于产生纠缠态，其中只涉及较低的状态的$Λ$系统，不容易受到辐射衰变。其中两个采用相干动力学来实现系统中的纠缠，而第三个使用光泵浦，即，一个本质上不连贯的过程。
2000-03-16 quant-ph
Cooperative optical non-linearity due to dipolar interactions in an ultra-cold Rydberg ensemble
我们证明了超冷原子系综中里德伯原子之间的偶极相互作用引起的合作光学非线性。通过将探测跃迁耦合到里德堡态，我们将里德堡对之间的强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们表征了非线性作为电场和密度的函数，并证明了由于协同效应的光学非线性的增强。
2009-11-20 physics.atom-ph quant-ph
Non-Markovian evolution of a two-level system interacting with a fluctuating classical field via dipole interaction
研究了二能级开放量子系统与经典涨落场通过偶极相互作用的动力学过程中的记忆效应。特别地，我们研究了具有洛伦兹谱的场的信息回流，并揭示了两种工作机制的存在，其中记忆效应由二能级系统的能隙或相互作用能决定。我们的研究结果表明，非马尔可夫随时间的推移而增加，在方差与失相的相互作用，尽管耗散性质的结果，从而表明，相应的记忆效应可能会在实际情况下观察到。
2018-10-07 quant-ph
Cooperative spontaneous emission from indistinguishable atoms in arbitrary motional quantum states
我们调查的超辐射和亚辐射不可区分的原子与量子化的运动状态，从一个初始的总状态，分解的内部和外部的自由度的原子。由于运动态的排列对称性，由最近导出的主方程[F. Damanet等人，Phys. Rev. A 93，022124（2016）]，仅取决于两个衰减速率$γ$和$γ_0$以及描述偶极-偶极位移的单个参数$Δ_{\mathrm{dd}}$。我们精确地求解了$N=2$原子的动力学，数值计算了多达30个原子，并通过平均场方法获得了大的$N$极限。我们发现，有一个关键的差异$γ_0-γ$，这取决于$N$超过超辐射损失。我们表明，确切的非平凡的暗态（即国家以外的基态消失自发发射）只存在于$γ=γ_0$，这些国家（黑暗时，$γ=γ_0$）是次辐射时，$γ<γ_0$。
2017-10-09 quant-ph
Optimal control of interacting quantum systems based on the first-order Magnus approximation: Application to multiple dipole-dipole coupled molecular rotors
我们开发了一种方法来执行近似最优控制模拟量子系统的多个相互作用的自由度。在相互作用图中采用一阶Magnus近似建立量子动力学模型，其中不同自由度之间的相互作用被视为微扰。我们提出了一个数值方法来实现这种近似，它利用了零阶时间演化算子的可分性和常见相互作用的成对性质，以降低计算成本。一阶马格努斯近似的这一提法是适合于与无梯度的方法相结合的控制领域的优化，为此，我们采用了随机爬山算法。相关的计算成本进行了分析，并与大N限制的精确模拟。对于数值例子，我们进行近似的最优控制模拟系统的两个和三个偶极偶极耦合分子转子的影响下的全球控制领域。对于双转子系统，我们优化领域的方向和纠缠控制目标。对于三转子系统，我们优化了磁场，使转子在相同方向和相反方向上定向。
2018-11-30 quant-ph
Generation of entanglement in a system of two dipole-interacting atoms by means of laser pulses
研究了利用激光场在两个具有偶极相互作用的全同二能级原子间产生纠缠的有效性。这种纠缠是通过用一个精心设计的激光脉冲驱动系统来实现的，该激光脉冲将系统的布居转移到一个最大纠缠的Dicke态，其方式类似于二能级原子中由共振$π$脉冲引起的布居反转。结果表明，对于最佳选择的脉冲频率，功率和持续时间，产生的最大纠缠态的保真度接近单位原子之间的距离为零。
1999-11-06 quant-ph
Cooperatively enhanced light transmission in cold atomic matter
我们报告增强传输测量的光谱依赖性的前向光散射的高密度和冷合奏的87 Rb原子。这种现象是偶极-偶极相互作用诱导的原子样品中的合作光散射的结果，意味着与传统的比尔-朗伯定律中所体现的透射光的密度依赖性的显著偏离。从测量中提取密度相关的前向光散射截面的绝对值。
2014-10-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Cooperative states and shift in resonant scattering of an atomic ensemble
摘要本文研究了冷原子云集体前向散射的谱移。这种位移有时被称为集体兰姆位移，是由实光子和虚光子交换介导的共振偶极-偶极相互作用引起的，形成了显示各种超辐射和亚辐射光谱行为的多体态。散射光谱反映了这些状态的整体辐射行为。然而，它也平均了与单个集体状态相关的辐射细节，导致解释光谱偏移起源的模糊性，并引起对其标度性质的争议。我们采用蒙特卡罗模拟来研究集体态是如何被占据并对发射有贡献的。因此，我们区分了两种遵循不同标度律的集体转移。一个结果从占主导地位的近共振集体状态。这种位移通常很小，对参与原子的密度或数量不敏感。另一个原因是偶极子的空间相关性很大，这与发射度较高的状态有关。这对应于近似线性地依赖于光学深度的较大的集体移位。我们的分析不仅提供了一个新的视角在集体散射的光谱特征，但也有可能解决的争议标度性，已在其他地方报道，因为不同的起源。
2020-11-30 quant-ph
A master equation for strongly interacting dipoles
我们考虑一对偶极，其中直接静电偶极-偶极相互作用可能显着大于耦合到横向辐射。我们推导出一个主方程使用库仑规范，这自然使我们能够包括系统内的哈密顿量，而不是相互作用的偶极子间库仑能量。相比之下，完全依赖于众所周知的规范不变S矩阵元素的双偶极系统的标准主方程通常使用多极规范导出，其中不存在显式的偶极间库仑相互作用。我们表明，使用广义任意规范轻物质哈密顿量，这个主方程是在其他规范，只有当偶极间库仑相互作用保持在相互作用哈密顿量，而不是在我们的推导未扰动的部分。因此，我们的主方程，而仍然规范不变的，取决于不同的S-矩阵元素，这给分离依赖于校正的标准矩阵元素描述共振能量转移和集体衰变。这两个主方程在大分离极限处重合，在大分离极限处，静态耦合可以忽略不计。我们提供了一个应用程序，我们的主方程通过寻找分离依赖的修正自然发射光谱的双偶极系统。
2018-04-16 quant-ph
Emission photon statistics in collectively interacting dipole atom arrays in the low-intensity limit
Department of Physics and Astronomy, Purdue University（普渡大学物理与天文系）；Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学量子科学与工程研究所）
研究低强度下集体相互作用偶极子原子阵列发射光子的统计特性，通过双激发态分析单激发态模式，并探讨不同探测方案下零延迟光子相关函数g^(2)(0)的调控方法。
2026-03-17 quant-ph
Many-body cooperative effects in an ensemble of point-like impurity centers near a charged conductive surface
基于量子微观方法，我们研究了位于带电理想导电表面附近的点状杂质中心系综中偶极-偶极相互作用引起的合作效应。我们分析了导电表面附近场模空间结构的改变和电场对系综中激发态原子跃迁谱和辐射俘获的同时影响。我们发现，电场修改合作兰姆位移，以及亚辐射和超辐射衰变的字符。我们还表明，这些修改不同于发生在自由空间中的原子系综的情况下，没有进行表面。
2019-02-17 physics.atom-ph quant-ph
Optical Magnetism and Huygens' Surfaces in Arrays of Atoms Induced by Cooperative Responses
通过利用强光学共振相互作用的原子阵列与电偶极跃迁，我们展示了如何合成集体的光学响应，对应于磁偶极子和其他多极阵列所形成的。在阵列的集体激发本征模中获得了与电偶极跃迁强度相当的光学活性磁性。通过控制原子能级位移，可以激发光谱重叠、交叉的电偶极子和磁偶极子的阵列，提供具有透射光的完全$2π$相位控制的几乎无反射的量子惠更斯表面的物理实现，其允许甚至在单光子水平下的极端波前工程。我们通过将平面波变换成涡旋光束来说明这一点。
2020-08-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Controlled manipulation of light by cooperative response of atoms in an optical lattice
我们表明，在光晶格中的原子对共振入射光的合作响应可以用于在亚波长尺度上对光的精确控制和操纵。由强光介导的偶极-偶极相互作用引起的系统的特定集体激发模式可以通过定制入射光的空间相位分布来解决。我们演示了如何集体响应可以用来产生光激发在晶格上的隔离站点。
2012-03-08 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Multiphoton blockade and antibunching in an optical cavity coupled with dipole-dipole interacting $Λ$-type atoms
研究单模腔中$Λ$型三能级原子间偶极-偶极相互作用对多光子阻塞的影响，发现通过调节泵浦场失谐可实现单光子反聚束与双光子聚束的切换。
2023-04-04 quant-ph
Atom recoil in collectively interacting dipoles using quantized vibrational states
该研究利用量子化振动态分析稠密原子系综光与物质相互作用中的原子反冲，明确各类相互作用项的贡献及囚禁频率依赖，对比冲量模型结果，发现高次辐射抑制系统反冲增强、效应不可忽略。
2021-11-29 quant-ph
Effects of interatomic interaction on cooperative relaxation of two-level atoms
研究了原子间直接相互作用对原子-光子动力学合作过程的影响。以具有Ising型相互作用的二能级原子模型为例，证明了粒子间相互作用与原子-场耦合相结合可以引入附加的原子间关联作为相位同步因子.对于弱相互作用原子与$J<\hbarω_0$（其中$J$为粒子间耦合常数，$ω_0$为原子频率）的情形，在Born-Markov近似下，用数值方法和平均场近似分析了原子的合作弛豫动力学机制.我们表明，直接相互作用引起的粒子间的相关性导致抑制非相干自发衰变的集体脉冲弛豫的制度，这不同于超辐射的性质。对于超辐射跃迁，发现原子间相互作用的同步效应表现为超辐射的增强。当相互作用较强时，$J>\hbarω_0$、单粒子单光子跃迁被排除，并发生向多光子弛豫机制的跃迁。利用一个简单的高Q单模腔中的两原子模型，我们证明了这种跃迁伴随着涉及多原子多光子态的拉比振荡。讨论了偶极-偶极相互作用的退相效应和孤子弛豫机制。
2006-07-04 quant-ph
Cooperative Fluorescence from a Strongly Driven Dilute Cloud of Atoms
我们研究了强驱动二能级发射体稀云中的合作荧光。从海森堡运动方程出发，我们计算了一阶散射修正的饱和的激发态人口和共振荧光光谱，这都需要超越国家的最先进的线性光学方法来描述集体现象。偶极阻塞观察到由于长距离偶极偶极耦合，在较强的驱动场消失。此外，我们还计算了多原子云散射光的非弹性分量，发现合作性对Mollow三重态有影响。在一个波瓣周围的正向方向，非弹性的莫洛三重态发展的光谱不对称性，在实验条件下观察。
2013-01-31 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Interaction of light with planar lattices of atoms: Reflection, transmission and cooperative magnetometry
本文研究了二维平面冷原子晶格中强光介导的共振偶极-偶极相互作用。我们提供了一个详细的分析作为一个“超原子”，其响应类似于电磁诱导的透明度，但表现出超窄的集体尺寸依赖的次辐射共振线宽的偶极点发射器晶格平面的描述。超原子模型提供了直观简单的描述阵列的光谱响应，包括完全反射，全透射，窄Fano共振，和渐近表达式的集体本征模的共振线宽。我们提出了一个协议，几乎整个辐射激发转移到一个单一的相关subradiant本征模在一个晶格，并表明，通过堆叠的晶格阵列获得的介质可以形成一个合作的磁强计。这种磁力计利用与基于电磁感应透明度的磁力计类似的原理。然而，合作磁力计的精度不受单原子共振线宽的限制，而是由强偶极-偶极相互作用导致的更窄的集体线宽。
2018-02-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Interacting Random-field Dipole Defect Model for Heating in Semiconductor-based Qubit Devices
针对半导体量子比特器件运行时参数漂移与发热相关的问题，提出用相互作用随机场玻璃态的两能级系统解释该现象，其频率偏移随温度非单调的结论缩小了两能级系统的模型范围。
2023-07-29 quant-ph
Intense laser interacting with a two level atom: WKB expressions for dipole transitions and population inversion
在以前的文章中，我们已经考虑了由二能级原子与相干外电磁场相互作用组成的系统。旋转波近似法从未被应用过。由于对强激光场情况下的高次谐波产生问题特别感兴趣，我们在这封信中提出了一种更有效的方法来获得这些解，并在参数取极值的范围内进行了一些计算。此外，形式主义现在允许我们提供在WKB制度的电偶极矩和粒子数反转的解析表达式。频谱可以分解为周期性和非周期性的贡献。只有后者取决于Floquet指数，可以负责的主要复杂性所观察到的拉比复苏和超拉曼位移。
2001-12-14 quant-ph
Optimal control of geometric phase in pairs of interacting atoms traveling along two-dimensional closed paths
针对通用量子门的实现需求，提出一种利用移动光阱操控单原子沿最优设计的二维闭合路径运动，通过偶极-偶极相互作用诱导双原子纠缠残余以产生非平凡Aharonov-Anandan几何相位的方案，并讨论了其抗噪稳定性。
2025-04-15 quant-ph
Observation of mHz-level cooperative Lamb shifts in an optical atomic clock
我们报告的直接观察共振电偶极偶极相互作用的原子在一个立方体阵列的多激发极限。的相互作用，介导的单原子耦合到共享的电磁真空，产生空间依赖的合作兰姆位移时，光谱询问的兆赫宽的光学时钟转换锶-87。我们表明，系综平均位移可以被抑制到低于最先进的光学原子钟的系统不确定度的水平。此外，我们证明，激发附近的原子偶极布拉格角可以增强这些效果的近一个数量级相比，非共振几何形状。考虑到频率测量的显着精度和建模响应的高精度，我们的工作表明，这样的时钟是一个新的平台，用于研究自旋与传播光子介导的远程相互作用的量子多体物理。
2023-03-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
The influence of evanescent waves on the nature of optical cooperative effects in atomic ensembles in a waveguide
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）；Institute for Analytical Instrumentation of RAS（俄罗斯科学院分析仪器研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究倏逝波对原子团块中集体多原子效应的影响，揭示其对协同自发辐射过程和辐射传输性质的改变机制。
2026-04-21 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Superradiant Cooling, Trapping, and Lasing of Dipole-Interacting Clock Atoms
一个冷原子气体与反转的人口过渡耦合到一个光谐振腔的场模式构成了激光器的一般模型。对于准连续操作，需要对原子进行外部泵浦、捕获和冷却以限制它们，从而在谐振器内实现足够的增益。由于倒置原子是蓝色失谐光场中的高场搜索器，因此将腔模式调谐到原子增益跃迁的蓝色侧允许将激光发射与受激腔冷却和原子在激光场的波腹处的偶极捕获相结合。我们研究这样的配置使用半经典描述沿腔轴的粒子运动。在早期工作的延伸，我们包括自由空间原子和腔衰减以及原子偶极偶极相互作用和它们相应的力。我们表明，对于一个适当的参数选择，即使在坏腔的限制，原子可以创建一个足够强的字段内的谐振腔，使他们被捕获和冷却通过超辐射激光作用与平均不到一个光子内的腔。
2019-12-09 quant-ph
On the critical dipole moment in one-dimension
我们计算的最小幅度的电偶极子必须为一维系统，通过偶极子相互作用，以支持束缚态。
2007-08-24 quant-ph
Cooperative parametric resonance of the spin one half system of the dense atomic gas
研究了自旋1/2系统与直流和交流磁场相互作用时的合作共振。在系统集体区域中的这种相互作用可以导致致密原子气体的受激自旋态的参数共振和快速激发。利用密度矩阵方法研究了这一现象。我们讨论了这种效应的实现和可能的应用的量子放大辐射的超辐射发射。
2017-10-24 quant-ph
Entangling Dipole-Dipole Interactions and Quantum Logic in Optical Lattices
研究了在三维光晶格中利用偶极-偶极相互作用产生中性原子多粒子纠缠的方法。对于紧束缚的原子，偶极相互作用能可以远大于光子散射率，并且在退相干发生之前可以实现两原子态的相干演化。偶极的激发可以根据原子的状态而定，从而允许确定性地产生纠缠。我们推导出选择规则和偶极-偶极相互作用矩阵元的品质因数，碱金属原子具有超精细结构，并被困在局域化的质心状态。提出了用于实现双量子位量子逻辑门（诸如受控相位门和交换门）的不同协议。我们分析了我们的门设计的保真度，不完美的，由于从合作自发发射和相干耦合的逻辑基础之外的退相干。轮廓扩展我们的模型，包括完整的分子相互作用潜力进行了讨论。
1999-10-07 quant-ph
Microscale Sensing with Strongly Interacting NV Ensembles at High Fields
针对高场下增加NV浓度会加剧偶极-偶极相互作用的问题，提出一种高场NMR信号检测方法，可抑制该耦合，结合高掺杂金刚石衬底与高磁场提升传感灵敏度。
2025-10-20 quant-ph
Competition between finite-size effects and dipole-dipole interactions in few-atom systems
本文研究了真空中电磁场作用下少原子系统中有限尺寸效应（即粒子的可伸缩性）与偶极-偶极相互作用之间的竞争。我们考虑两个标志的合作效应，超辐射和亚辐射，并计算每个原子辐射的能量率和原子状态的相干性在时间演化。我们采用统计方法，以提取原子动力学的典型行为和平均随机原子分布在球形容器与规定的$k_0R$与$k_0$的辐射波数和$R$的平均原子间距离。我们的方法使我们能够突出有限尺寸效应和偶极-偶极相互作用在超辐射/亚辐射之间的权衡。特别是，我们证明了存在一个最佳值的$k_0R$的超辐射强度和相干脉冲的影响较小，由偶极-偶极相互作用和有限尺寸效应引起的退相效应。
2017-10-09 quant-ph
Cooperative subwavelength molecular quantum emitter arrays
偶极耦合的亚波长量子发射器阵列合作响应外部光场，因为它们可以托管集体离域激发（激子的一种形式）与超或亚辐射特性。深亚波长分离通常发生在分子系综中，其中除了光子-电子相互作用之外，电子-振动子耦合和振动弛豫过程也起着重要作用。我们提供了分析和数值结果的修改超和亚辐射的分子环的偶极子，包括激发的振动自由度。虽然振动通常被认为是有害的相干动力学，我们表明，分子二聚体或环可以作为平台，用于制备长寿命的暗叠加态的振动弛豫援助。在闭环配置中，我们扩展了以前的预测产生的相干光从理想的量子发射器的分子发射器，量化的作用，振动耦合到输出强度和相干性。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dipole-dipole interaction driven antiblockade of two Rydberg atoms
当长程范德华相互作用强于激光-原子耦合时，多个里德伯原子的共振激光激发被禁止，导致里德伯阻塞。里德伯阻断可以被破坏，即通过非共振激光激发同时激发一个以上的里德伯原子，引起激发反阻断。里德伯反封锁产生了强关联的多体动力学和自旋轨道耦合，也发现了量子计算的应用。我们研究了两个里德伯原子通过偶极-偶极交换作用相互作用的反封锁动力学，而不是通常使用的范德华相互作用。我们研究了当前里德伯原子实验中的典型情况，通过改变里德伯态耦合可以实现不同类型的偶极-偶极相互作用。有效的哈密顿量的反封锁动力学。我们说明，几何门可以实现与里德堡反封锁，这是强大的对里德堡态的衰变。我们的研究可能会激发新的实验和理论探索的量子光学和强相互作用的多体动力学与里德堡反封锁驱动的偶极-偶极相互作用。
2021-09-13 quant-ph
Cooperative Enhancement of Energy Transfer in a High-Density Thermal Vapor
本文对铷原子热蒸气中的能量转移进行了实验研究。我们测量的荧光光谱在可见光和近红外作为原子密度的函数，使用共聚焦显微镜。在低密度下，我们观察到与众所周知的能量池过程一致的能量转移。相比之下，在临界密度以上，我们观察到一个戏剧性的增强的荧光从高躺状态，这是不被预期从动力学理论。我们发现，D1和D2共振线上激发的密度阈值对应于偶极-偶极相互作用开始占主导地位的值，从而表明这些相互作用在增强发射中的关键作用。
2013-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Effect of the Atomic Dipole-Dipole Interaction on the Phase Diagrams of Field-Matter Interactions I: Variational procedure
在第二量子化方法中，我们建立了$n$能级原子系统的一般偶极-偶极哈密顿相互作用。利用物质与电磁场相干态的张量积，计算了在范德华力作用下$n$能级原子与$\ell$模场相互作用的变分能面.这是用来确定与系统的基态的量子相图和量化的偶极-偶极哈密顿相互作用的效果。通过考虑真实的诱导电偶极矩，我们发现了$2$ -和$3$ -能级原子系统分别与电磁场的$1$ -和$2$ -模相互作用时的量子相变.对于某些待定情形，我们提出了两种方法：通过对$2$级子系统的Casimir算子的期望值进行差分，以及通过最大化相邻变分解之间的Bures距离.
2021-10-22 quant-ph
Observation of cooperatively enhanced atomic dipole forces from NV centers in optically trapped nanodiamonds
自1970年Ashkin的早期工作以来，光学捕获已经成为操纵小颗粒（如微米大小的珠子或单个原子）的最强大的工具之一。光阱机制基于偶极和激光的电场的相互作用能。在原子捕获中，主要贡献通常来自最接近激光波长的允许光学跃迁，而对于介观粒子，它由材料的体极化率给出。这两种不同的光学陷阱已经共存了几十年，没有任何直接的联系，导致了两种非常不同的应用背景：一种是主要在生物环境中捕获小物体，另一种是量子光学领域中单个中性原子的偶极陷阱。在这里，我们表明，纳米金刚石晶体含有人工原子，所谓的氮空位（NV）色心，这两个制度的光陷阱可以同时观察到，即使在嘈杂的液体环境。对于在色心的零声子线跃迁附近的波长，我们观察到一个显着的修改（$10\%$）的整体捕获强度。最值得注意的是，我们的实验结果表明，由于大量的人工原子，集体效应大大有助于观察到的陷阱强度修改。我们的方法将强大的原子物理工具箱添加到纳米操纵领域。
2015-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
