Cavity-induced charge transfer in periodic systems: length-gauge formalism
本文提出长度规范形式以消除周期系统中位置算符的数学歧义，并用图解微扰方法研究腔与电子系统的相互作用，在Rice-Mele模型中展示了腔诱导电荷不平衡与极化。
2023-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mathematical framework for simulation of quantum fields in complex interferometers using the two-photon formalism
我们提出了一个数学框架模拟复杂的引力波干涉仪的光场。模拟框架使用双光子形式主义的光场，包括辐射压力的影响，一个重要的补充，需要在下一代干涉仪模拟信号和噪声场与高循环功率。我们提出了一个比较的结果，从模拟与分析计算，并表明，准确的协议。
2005-02-14 quant-ph
Quantum Measurements and Information-Theoretical Restrictions in Observable Algebras Formalism
信息理论对信息传输的限制适用于量子测量。对于信息系统O对量子对象S的测量，该限制以代数QM形式主义计算，作为O可观测量的（子）代数的推理映射。
2005-06-08 quant-ph
Restrictions on Information Transfer in Quantum Measurements and State Collapse
研究了量子测量中信息传递的信息论限制。它们是由探测器D对系统S的测量导出的，由信息系统O进行配准和处理。利用Hilbert空间中推理映射的形式化方法，计算出包含S参数的O限制态，并给出了O限制态的计算方法。结果表明，主要的信息损失，不可避免的，在这种形式主义和诱导海森堡对易关系，规定的测量结果的随机性，登记的O在个别事件。
2007-06-28 quant-ph
Formalism of optical coherency in material media with a quantum mechanical treatment
电磁场的涨落或无序运动是由统计性质而不是瞬时值来描述的。光场的这种统计描述是适用于可测量强度的斯托克斯-穆勒形式主义的基础。然而，光学相干性的基本概念，即通过波的干涉能力来评估，不能用这种形式主义来处理，因为它忽略了全局相位。在这项工作中，我们表明，使用与光学介质和量子力学波函数相关联的确定性矩阵状态之间的类比，可以构建一个一般的形式主义，该形式主义解释了非相干处理的平均相干效应所产生的附加项。该方法进一步推广了相干叠加的概念，描述了光介质的确定性态如何叠加产生另一个确定性介质态。我们的形式主义的相干性是用来研究相结合的极化响应的干扰等离子体纳米天线。
2016-12-30 physics.optics quant-ph
A Formalism Useful to Study Beyond Squeezing in Non-linear Quantum Optics
给出了储存非线性物质的环形腔量子光学的一般形式。该方法是费曼图解法，用传播子和顶点来表示跃迁振幅或S矩阵。传播子包括通过非线性材料的附加阻尼效应以及通过镜子的反射和穿透效应。讨论了这种形式在估计平均光子数、Husimi函数和超越光子压缩机制的观测量方面的可能应用。
2020-07-29 physics.optics quant-ph
Time-dependent adiabatic elimination in matter-wave optics
Institut für Quantenphysik and Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST), Universität Ulm（乌尔姆大学量子物理研究所与综合量子科学与技术中心）
该研究提出了一种基于时间依赖投影的绝热消除方法，用于分离物质波光学中特定子集状态与总量子态的动态，适用于非交换哈密顿量的情况。
2026-03-02 quant-ph
Duality in asymmetric Quantum optical Ramsey interferometers
一种形式主义最近已经得到[J.马丁内斯-利纳雷斯和D. Harmin，quantum-ph/0306057]，从而允许分离对双路干涉仪中的路的总可分辨性D有贡献的路信息的不同源。在这里，我们应用的形式主义的量子光学拉姆齐干涉仪，其中两个来源，先验的可预测性的方式P和量子“质量”Q的哪一个方式检测器，源于相同的物理相互作用。我们表明，形式主义是能够分离的哪种方式的信息的两个来源。此外，它表明，Q成功地量化的量子哪路信息存储在哪路检测器，即使在D不的情况下。
2003-08-30 quant-ph
Quantum mechanical formalism of particle beam optics
本文评述了构造任意粒子的量子束流光学形式的一般步骤。本文从狄拉克方程出发，从{ \em ab initio}出发，给出了自旋1/2粒子束流光学的量子形式。作为应用的例子，讨论了正磁四极透镜的情况。在经典极限下，量子形式导致经典粒子束流光学的著名的李代数形式。
2001-12-25 physics.acc-ph physics.gen-ph physics.optics
Principle of least action for quasi-adiabatic state transfers with dissipation
本文提出一种优化准绝热状态转移协议的通用形式体系，通过将系统维持在暗子空间以实现高保真度，并将残余保真度损失表示为经典作用量，从而利用最小作用量原理得出保真度上限及最优转移时间，应用于双量子比特系统获得了最优状态转移保真度的全面表征。
2024-03-20 quant-ph
Energy transfer and entanglement in an optically active solution of amino acids
本文从能量传递的角度讨论了手性介质的旋光性。光学活性介质中的偏振光的吸收能量被转移到手性分子的机械旋转。由于偏振光的通过，它们获得螺旋度相关的几何相位，所述偏振光通过具有旋光而损失能量。极化光子和费米子的纠缠是这种行为的根源。这一理论知识已经反映在一项实验研究中，其中包括六种必需氨基酸和五种非必需氨基酸。
2019-09-14 quant-ph
Quantum-optical states in finite-dimensional Hilbert space. I. General formalism
近年来，随着量子计算、量子光学态制备和测量技术的发展，特别是离散量子态层析成像技术的发展，人们对有限维希尔伯特空间中量子光学态的研究产生了浓厚的兴趣。在第一部分中，我们提出了两种本质上不同的方法来定义谐振子在有限维希尔伯特空间的状态。其中之一与Pegg、Phillips和Barnett的截断方案有关[Phys. Rev. Lett. 81，1604（1998）] --所谓的量子剪刀装置。第二种方法对应于Leobranski和Tanabranski的截断方案[Phys.Rev.A49，R20（1994）]。我们提出了一些新的定义，这些截断方案有关的状态，并找到他们的明确形式的Fock表示。我们讨论了相干态、相位相干态、位移数态、薛定谔猫和压缩真空的有限维推广。我们展示了一些有趣的性质的状态的帮助下的离散维格纳函数。
2001-10-19 quant-ph
Linear optics and quantum maps
本文从理论上分析了二能级系统的经典偏振光学与量子力学之间的联系。首先，我们从量子信息的角度回顾了经典偏振光学的矩阵形式。通过这种方式，从经典光学过程的斯托克斯-琼斯-穆勒描述到单量子比特和双量子比特量子操作的表示变得简单明了。其次，作为我们的经典- \emph{vs} -量子形式主义的一个实际应用，我们展示了如何两个量子比特的最大纠缠混合态（MEMS），可以通过使用光子的偏振和空间模式产生通过自发参量下转换。
2006-11-16 quant-ph
Weak Measurement and Two-State-Vector Formalism: Deficit of Momentum Transfer in Scattering Processes
弱测量、弱值和两态矢量形式主义的概念为在系统状态的小扰动限制下从系统中提取额外信息提供了一个新的量子理论框架。在这里，我们提供了一个应用程序的情况下，两体散射与一个机构弱相互作用的环境。直接连接到真正的散射实验指出，通过与脉冲非相干中子从分子和凝聚系统的散射领域的联系。特别是，我们预测了一个新的量子效应在中子原子碰撞，即可观察到的动量传递赤字，或等效的，减少有效质量低于自由散射原子。两个确证的实验结果，不久提出。目前和进一步的实验的影响。在传统理论中对这种效应和相关实验结果的解释目前还不可用。
2016-11-01 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
A Transfer Operator Approach to Relativistic Quantum Wavefunction
Koopman-von Neumann形式主义的最初意图是通过将算子形式主义引入经典力学，将经典力学和量子力学放在同一个基础上。在这里，我们以相反的方式追求他们的道路，并研究转移算子对量子力学演化的影响。为此，我们引入了一个物理动机标量波函数形式主义的速度场的4维伪黎曼流形，并获得相关的波函数的演化方程，相关的加权转移算子的生成器。标量演化的生成元在空间和时间上都是一阶的。形式主义的概率解释导致了Schr非相对论极限下的odinger方程在狭义相对论极限下，我们证明了Dirac旋量的标量波函数满足新方程。一个连接与弦理论的考虑质量。
2022-10-24 math-ph math.MP quant-ph
Atomic motion in tilted optical lattices
本文提出了一种描述一维含时倾斜晶格中量子粒子动力学的形式。该形式主义使用了Wannier-Stark态，它位于晶格的每个位置，并提供了一个简单的框架，允许完全分析的发展。解析解描述的粒子运动的显式推导，并由此产生的动力学进行了研究。
2003-07-17 quant-ph
A Green's function formalism of energy and momentum transfer in fluctuational electrodynamics
本文用电磁场的互谱密度描述了由于物体间温差引起的电磁场涨落引起的辐射能量和动量的传递。我们推导出热非平衡贡献的能量和动量转移和表面积分的切向分量的并矢格林函数的矢量亥姆霍兹方程之间的关系。这里导出的表达式适用于任意形状的物体，介电函数，以及磁导率。对于辐射转移的情况，我们导出了广义透射率和广义电导的表达式，它们在适当的范围内服从互易性，与黑体辐射转移理论一致。
2013-02-03 cond-mat.other math-ph math.MP
Maxwell Optics: II. An Exact Formalism
我们提出了一个形式主义的光光学开始与麦克斯韦方程组，并将它们转换成一个精确的矩阵形式，考虑到空间和时间的变化的介电常数和磁导率。该$8 \times 8$矩阵表示用于构造光学哈密顿量。这与狄拉克方程的代数结构非常相似，使得狄拉克电子理论的丰富机制得以使用。我们得到有趣的波长依赖的贡献，不能得到在任何传统的方法。
2002-05-29 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Quantum state transfer through time reversal of an optical channel
稀土离子具有非常长的相干时间，使其成为量子信息处理的优秀候选者。这种处理的关键部分是量子态转移。我们发现，完美的状态转移可以实现时间反转的中间量子信道，并建议使用梯度回波存储器（GEM）来执行这种时间反转。我们提出了一个实验，稀土离子来验证这些预测，发射器和接收器晶体连接通过GEM的光通道。我们研究了实验缺陷和集体动力学对状态转移过程的影响。我们证明了超随机效应可以增强耦合到光通道，提高传输保真度。最后讨论了我们的结果如何应用于纠缠态的态转移。
2016-10-31 quant-ph
Quantum map approach to entanglement transfer and generation in spin chains
量子信息处理协议在自旋- $\frac{1}{2}$网络上有效地实现。量子通信协议通常涉及一定数量的方，这些方可以本地访问较大系统的子集，这些子集的内在动力学被利用以执行特定任务。在本章中，我们将用量子动力学映射形式来描述这样一种情形，其中更大系统的动力学被表示为作用于各方对各自自旋子集的访问的量子映射。我们重新制定广泛研究的协议，如一个量子位量子态传输和两个量子位纠缠分发，量子映射的形式主义，并证明其有用的探索较少研究的协议，如多量子位纠缠产生。
2021-12-16 quant-ph
Optical measurement is almost quantum: Quantum inspired universal optical bounds
U.S. Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
受量子信息启发，本文提出一种抽象光学系统细节的传感形式体系，导出仅依赖待测量量的普适性能界限，并证明该界限由独特测量方案达到，且与量子形式体系几乎一致。
2026-10-01 physics.optics quant-ph
Quantum Scattering Model of Dual Parallel Mach Zehnder Electro Optic Modulators: General Formalism, Impairments, and Applications to Frequency-Bin Photonic Quantum States
Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Universidad Miguel Hernández de Elche（埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学）；Universidad de Vigo（维戈大学）
研究双平行马赫曾德尔电光调制器的量子散射模型，利用量子散射形式理论推导，获输入态变换，评估频率梳结构及器件对多种因素的灵敏度，并用此模型设计频分量子比特源并报告其保真度。
2026-07-13 physics.optics quant-ph
Transfer of Phase Information between Optical and Microwave Fields via an Electron Spin
我们证明了相干耦合和微波和光场之间的相位信息的转移在一个单一的氮空位中心的金刚石。两个微波场的相对相位被编码在一个相干叠加自旋态中。然后用一对光场检索该相位信息。一个相关的过程也被用于相位信息从光场到微波场的转移。这些研究揭示了暗态在相干微波-光耦合中的重要作用，为实现微波场与光场之间的全量子态转移打开了大门。
2017-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Structure of multiphoton quantum optics. I. Canonical formalism and homodyne squeezed states
本文介绍一般多光子量子光学系统的非线性正则变换的形式。对于单模系统的转换取决于一个可调的自由参数，零差本地振荡器的角度;对于n模式系统，它们取决于n外差混合角。正则形式主义实现了非平凡的混合对共轭求积的电磁场在零差变量的单模系统，和在外差变量的多模系统。在第一种情况下的转换产生非二次模型的简并多光子过程的哈密顿量，并定义一类非高斯，非经典的多光子状态，表现出的相干性和压缩的属性。我们证明了这种零差多光子压缩态是由幺正算符通过非线性时间演化产生的，它实现了一对共轭求积的零差混频。本地振荡器角度的调谐允许随意改变这些状态的统计特性。我们讨论了退化（上）下转换过程的研究的形式主义的相关性。在一篇配套论文中，“多光子量子光学的结构”。二.二分系统，物理过程，和外差压缩态“，我们提供了非线性正则形式主义的多模系统的扩展，我们介绍了相关的外差多光子压缩态，我们讨论了他们可能的实验实现。
2003-08-19 cond-mat hep-th math-ph
Sum-frequency generation through a unique Feynman diagram formalism: the case of bipartite organic/inorganic complexes
在量子电动力学中，光学过程在理论上由双面费曼图描述。这种形式主义在分子的情况下是强大的，但被证明不适合解释由有机和无机物质组成的复杂混合系统中的光-物质相互作用。双面费曼图不容易实现前者的电子性质与后者的振动响应之间的耦合。在这里，我们提出了一个新的通用方法桥接光学和凝聚态物理，以适当地考虑到潜在的基本过程，由于经典的费曼图专用于固态物理，而不是通常使用的双面图在非线性光学。在严格和教学的方式，我们特别展示了如何费曼图可以用来解析推导的量子表达式的二阶光学响应函数，证明是完全符合先前建立的实验结果。
2019-06-07 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Wavelength-Dependent Effects in Maxwell Optics
我们提出了一种新的形式主义束流光学与一个确切的八维矩阵表示的麦克斯韦方程组。采用Foldy-Wouthuysen迭代对角化技术得到了变折射率系统的哈密顿描述。此外，该方法再现了所有传统的准傍轴项，在光学哈密顿量中引入了依赖于波长的附加贡献。将这种获得像差扩展的替代处方应用于轴对称梯度折射率光纤。这导致了近轴行为和像差系数的波长依赖性修改。此外，它预测了波长依赖的图像旋转。在低波长限制，我们的形式主义再现李代数形式主义的光学。我们所采用的Foldy-Wouthuysen技术非常适合于光学的李代数方法。本研究进一步加强了光的各种规定和带电粒子光学之间的密切相似性。所有相关的机械在这个形式主义中使用的文字和所附的附录中描述。
2002-10-10 physics.acc-ph physics.gen-ph physics.optics
Frequency-tuning induced state transfer in optical microcavities
光学微腔中的量子态转移在量子信息处理中起着重要的作用，在许多光学器件中是必不可少的，如光学频率转换器和二极管。现有的方案是有效的，并通过调整模式之间的耦合强度来实现。然而，这种方法受到严重限制，由于少量的强度，可以调整和难以执行的调谐在某些情况下，如片上微腔系统。在这里，我们提出了一种新的方法，实现了不同模式之间的状态转移的光学微腔中的中间模式的频率调谐。结果表明，对于典型的频率调谐函数，如线性和周期函数，状态转移可以成功地实现不同的功能。为了优化过程，我们使用梯度下降技术找到一个快速和完美的状态转移的最佳调谐函数。我们还表明，我们的方法具有显着的非互易性与适当的调谐变量，其中一个可以单向转移一个状态从一个模式到另一个，但禁止反向转移。该工作为控制片上光学微腔中的多模相互作用提供了一种简单有效的方法，在全光器件中具有实际应用价值。
2019-12-02 physics.optics quant-ph
An Upper Bound on the Rate of Information Transfer in Optical Vortex Beams
被赋予轨道角动量的光，通常被称为光学涡旋光，具有由轨道量子数$l$索引的方位角相位。与光学自旋角动量的两个基态相反，对光学涡旋光束的信息内容的兴趣集中在假设$\lvert{l}\rangle{}$形成可数无限的基态集合上。最近的实验观察，群速度是成反比的$l$提供了一个理论基础的信息传输的实际措施。这封信为这一措施设定了一个上限。
2017-03-25 physics.optics quant-ph
Maxwell Optics: III. Applications
基于麦克斯韦方程组的精确矩阵表示，最近提出了一种新的光束光学和偏振形式。第一部分和第二部分对此进行了描述。在这一部分中，我们给出了上述形式在轴对称梯度折射率光纤的具体例子中的应用。这种形式主义导致传统处方中存在的六种像差的波长依赖性修改，并进一步引起轴对称所允许的其余三种像差。此外，它还引起了波长相关的图像旋转。这三个额外的像差和图像旋转是没有发现在任何传统的方法。
2002-05-29 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
Continuous optical-to-mechanical quantum state transfer in the unresolved sideband regime
本文提出一种基于反馈冷却、工作在未分辨边带机制下的连续光-机械量子态转移协议，可用现有技术实现非高斯量子态的高保真转移，显著拓展了可用的光机械器件范围。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum mechanics of Dirac particle beam optics: Single-particle theory
人们发现，量子修正可以极大地影响接近分界线的轨迹跟踪的经典结果。因此，发展一个基本的形式主义获得任何粒子束光学系统的量子映射的要求。为此，它是观察到的几个方面的量子映射的束流光学的自旋1/2粒子可以研究，在单粒子动力学的水平上，使用适当的形式主义的基础上的狄拉克方程。
2001-01-15 hep-th math-ph math.MP
Non-canonical quantum optics (II): Poincaré covariant formalism and thermodynamic limit
本文对M. Czachor，J. Phys. A：Math. Gen. { \bf 33}（2000）8081-8103.该方法被推广到相对论域。与标准理论的联系是通过热力学极限得到的。显式地给出了庞加莱群在场和态水平上的酉表示。介绍了非正则多光子和相干态。在热力学极限下，相干态光子的统计是泊松分布的。由经典电流产生的辐射场的$S$矩阵由非正则相干态位移算符给出，这一事实自动消除了红外灾难。场算子被证明是算子而不是算子值分布，并且可以在配置空间中的同一点处相乘。通过一个精确可解的例子，比较了标准理论和非正则量子光学的预言，明确地说明了非正则理论中紫外光自动正则化的机制.在微扰理论中也得到了类似的结论，在微扰理论中人们发现了标准的费曼图，但是费曼规则被修改了。与Dicke-Hepp-Lieb模型的比较允许识别非正则代数背后的物理结构，其对应于具有恒定密度$N/V$的不确定频率振荡器的集合。
2002-05-02 hep-th physics.atom-ph quant-ph
The Dirac equation approach to spin-1/2 particle beam optics
加速器光学的传统方法主要基于经典力学，从实用的角度来看，它工作得很好。然而，从好奇心的角度来看，以及为了定量地探索可能的小量子修正的经典理论的后果，狄拉克粒子的加速器光学的量子力学形式主义最近正在开发。在这里，这样的量子束光学形式主义的任何自旋$\half$粒子的基本特征进行审查。看来，量子修正，特别是那些由于海森堡不确定性，可能是重要的理解加速器光束的非线性动力学。
1998-03-28 chao-dyn hep-ex nlin.CD
