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规范模型：迈向施温格-外尔量子电动力学的量子模拟
摘要： 我们研究了一类1+1维Zn格点规范理论基态性质，其中规范场与无自旋费米子物质耦合。这些源自U(1)群外尔对易关系离散表示的模型保持了最小耦合的幺正特性，因而具有在大n极限下形式逼近一维空间晶格量子电动力学的特性。鉴于冷原子量子模拟器对QED的实现应用，对此类近似理论进行数值研究对确定其重现目标理论主要特征和现象学特性的有效性至关重要。本文通过严格实施高斯定律的DMRG代码研究了n=2÷8的情况，进行了细致的标度分析，结果表明：在无背景场情况下，所有Zn模型均呈现属于伊辛普适类的相变，并伴随CP对称性的自发破缺。随后我们研究大n极限发现，临界参数的渐近值趋近于已知有质量施温格模型零荷区（发生于负质量时）相变的对应值。
关键词： 相变、伊辛普适类、CP对称性、Zn格点规范理论、冷原子量子模拟器、DMRG代码、量子电动力学
更新于2025-09-23 15:21:21
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将里德伯原子耦合到超导共面波导谐振腔的微波场中
摘要： 在脉冲超声速束流中运动的里德伯氦原子与超导共面波导（CPW）谐振腔中的微波场实现了耦合。这些原子最初通过双色双光子激光激发，从亚稳态1s2s 3S1能级被制备到1s55s 3S1里德伯能级。随后，在四分之一波长CPW谐振腔中，19.556 GHz的三次谐波微波场驱动了1s55s 3S1与1s56s 3S1能级之间的双光子微波跃迁。该超导微波谐振腔由氮化铌材料在硅基底上制备而成，工作温度介于3.65至4.30开尔文之间。实验中通过态选择脉冲电场电离法测定了里德伯能级的布居数，并通过拉比振荡的时域测量研究了原子-谐振腔耦合的相干性。
关键词： 量子电动力学、里德伯原子、微波场、超导共面波导谐振器
更新于2025-09-23 15:21:01
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虚光子：从兰姆位移到黑洞
摘要： 虽然虚过程是量子电动力学中众所周知的特征，但虚光子——从微观到宏观现象——所起的作用却较少被普遍认识。
关键词： 虚光子、安鲁辐射、黑洞、兰姆位移、量子电动力学、霍金辐射
更新于2025-09-23 15:21:01
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规范模糊性意味着Jaynes-Cummings物理在超强耦合QED中仍然成立
摘要： 两能级系统与辐射之间的超强耦合对于基础和应用量子电动力学（QED）都具有重要意义。这种状态通过旋转波近似的失效来识别——该近似应用于量子拉比模型（QRM）时，会导出看似不那么本质上简单的杰恩斯-卡明斯模型（JCM）。我们证明：当将物质系统截断为两能级时，不同时规范金港区会产生截然不同的描述，这些描述对超强耦合的预测结果存在显著差异。虽然通过特定规范选择能获得QRM，但无需旋转波近似同样也能获得JCM。通过对电路QED系统的分析，我们发现这个JCM对基态（通常也包括第一激发态）的预测比QRM更准确。因此，杰恩斯-卡明斯物理现象并不仅限于低于超强极限的光-物质耦合作用。其中多个推论包括体系基态未必必定是高度纠缠态——而这一点常被视为超强耦合的典型特征。
关键词： 量子拉比模型、电路量子电动力学、规范不变性、杰恩斯-卡明斯模型、超强耦合、量子电动力学
更新于2025-09-22 22:25:59
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埃伦费斯特+R动力学。I. 自发辐射的混合量子-经典电动力学模拟
摘要： 我们采用混合量子-经典理论研究了电子系统与电磁场相互作用的动力学过程。在超越经典路径近似（即忽略电子系统对光子场的所有反?。┑幕∩?，根据埃伦费斯特（平均?。┒ρШ鸵蛔轳詈系穆罂怂刮?刘维尔方程，我们显式考虑了所有电子-光子相互作用。由于埃伦费斯特动力学无法正确描述光子场的某些量子特性，我们提出了一种新的Ehrenfest+R方法——该方法通过构造既能重现自发辐射，又能区分电磁涨落与相干辐射。
关键词： 量子电动力学、电磁场、埃伦费斯特动力学、自发辐射、混合量子-经典理论
更新于2025-09-24 00:45:55
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[IEEE 2019光子学与电磁学研究春季研讨会(PIERS-Spring) - 意大利罗马 (2019.6.17-2019.6.20)] 2019光子学与电磁学研究春季研讨会(PIERS-Spring) - 腔电路量子电动力学中微波与介观电路的相互作用
摘要： 介观电路可以展现出大量与量子力学、量子电动力学和量子统计相关的效应。本文研究主题可视为传统腔量子电动力学的类比——其中量子对象为多能级原子与量子化光?。ü庾樱颐墙⒄挂桓鼋犹婊晃孔咏楣鄣缏返睦砺劭翁?，称为"腔-电路量子电动力学"。我们将研究量子介观电路与微波频段量子化电磁场相互作用的量子特性，包括两个耦合介观电路的量子纠缠本征态、电路能量量子的时演化（由含时薛定谔方程支配），以及外场光子与介观电路能量量子间的纠缠传递。由于相邻电路间不可避免地存在互电容与互感耦合等电磁相互作用，上述量子化电路耦合产生的量子效应将不可避免地影响量子计算器件中的相关过程，因而值得在某些量子信息问题中予以考量。
关键词： 量子计算、微波光子、量子纠缠、介观电路、量子电动力学
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于量子电动力学的耦合簇理论：闭壳层方法
摘要： 本文讨论了一种基于标准量子电动力学（QED）哈密顿量的电动力学耦合簇（CC）方法，该哈密顿量采用狄拉克-?？宋镏食⊥枷窈涂饴毓娣侗硎?。该方法结合了辐射簇、纯物质簇及其对修正，并沿用了常规的CC处理方式。首先对辐射态进行平均化处理，辐射效应的簇算符会产生兰姆位移、Breit相互作用和超精细相互作用。随后采用传统CC方法中的物质簇来确定相对论关联效应。当物质簇扩展至包含向负能级的退激发时，库仑相互作用的对部分将产生真空极化效应。最终得到的基态关联能同时包含相对论修正和QED修正，后者涵盖兰姆位移、Breit相互作用、超精细相互作用以及对能量贡献。本理论的多电子部分针对闭壳层体系建立。
关键词： 耦合簇，量子电动力学，相对论性
更新于2025-09-16 10:30:52
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耦合高Q值微波腔中的简正模分裂
摘要： 三维射频腔体展现出卓越的频率选择性，因而广泛应用于射频滤波器领域。这类腔体在量子信息科学、精密位移计量学和量子电动力学中具有潜在应用价值。此外，当耦合腔体形成光谱双峰结构并整合机械元件时，可实现参量增益。本研究通过观测室温与低温环境下一对四分之一波长短截线微波腔体的简正模分裂现象，旨在揭示常规系统与超导系统的耦合机制。采用反应堆级铌材制备的10GHz谐振频率超导四分之一波长短截线腔体，其品质因数Q值介于10?至10?之间。我们通过调节腔间耦合强度，观察到多个峰值间距逐渐增大的简正模分裂现象直至出现模态交叉，其中室温测试最小峰值间距为7MHz，低温测试为200kHz。研究还报道了调谐腔体沿对称轴平移介质棒时本征品质因数的变化数值。此类耦合超导射频（SRF）腔体的实现，是达成参量SRF-机械增益的必要前提。
关键词： 正常模式分裂、超导射频腔、量子电动力学、参量增益、高Q值微波腔
更新于2025-09-12 10:27:22
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AIP会议论文集 [AIP出版社《等离子体物理进展与应用国际会议（AAPP 2019）论文集》——俄罗斯圣彼得堡（2019年9月18-20日）] 《等离子体物理进展与应用国际会议（AAPP 2019）论文集》——电子-正电子对湮灭与产生的共振激光辅助过程
摘要： 研究了一种电子-正电子对湮灭与产生的共振激光辅助过程。激光场中精细结构常数二阶的过程，在虚光子变为实光子的共振条件下，转化为两个精细结构常数一阶的一致过程：初始电子-正电子对在激光辅助下湮灭为中间光子，以及中间光子在激光辅助下产生最终电子-正电子对。研究表明，初始对的共振条件包括电子和正电子能量的特定组合超过阈值能量，以及电子和正电子动量之间的小角度。最终对也遵循相同条件。此外，最终正电子的发射角可以从零变化到某个最大值。结果表明，最终粒子的能量取决于该角度，并可能取一到两个值?；竦昧烁霉痰墓舱裎⒎纸孛妫允竟舱裎⒎纸孛婵上灾尥獬∈钡亩杂孛妫ò桶徒孛妫?。该项目的计算可通过脉冲激光辐射科学设施（SLAC、FAIR、XFEL、ELI、XCELS）进行实验验证。
关键词： 电子-正电子对、湮灭、激光场、产生、量子电动力学、共振激光辅助过程、共振微分截面
更新于2025-09-11 14:15:04
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量子点与等离激元及光学腔耦合的特性
摘要： 由于精密图案化技术的发展，量子电动力学正迅速在无阈值激光、光化学和量子纠缠领域发现一系列新应用——这些技术能将纳米级光子发射体与光子及等离子体腔耦合。胶体与外延半导体纳米晶体（即量子点）作为此类架构中的发射体极具潜力，但相比分子发射体，其在此类应用中的探索程度远远不足。本文综述了弱耦合至强耦合区间内发射体-腔耦合的基本物理原理，描述了此类系统的常见架构，并列举了潜在应用（尤其是光化学领域），重点探讨了量子点作为发射体的优势与问题。
关键词： 等离子体腔、光化学、量子电动力学、量子点、光子腔
更新于2025-09-11 14:15:04