基于Jaynes-Cummings模型的一维Anderson局域化效应模拟
苏奇平;康逸豪;杨垂平;本文研究一个由二能级原子与单模腔构成的腔量子电动力学(QED)系统在周期脉冲驱动下的Floquet动力学,并讨论其对一维Anderson局域化效应的模拟机制。系统在旋波近似下由Jaynes-Cummings哈密顿量描述,驱动则通过仅作用于原子自由度的周期性旋转脉冲实现。基于单周期Floquet算符,本文从Floquet本征方程出发,推导出光子数表象中的有效差分方程。该方程具有一维非均匀紧束缚模型的标准结构,其中Fock空间中的光子数指标对应有效晶格位置,参数依赖的跃迁项与局域项分别对应广义Anderson模型中的相邻跃迁与有效无序势。通过调控脉冲角θ与Jaynes-Cummings相互作用时间tp,可使有效势表现出类无序起伏,从而在Floquet本征态中诱导Fock空间的局域化。数值模拟展示了多周期演化后的Fock态概率分布与平均光子数。结果表明,在大部分参数区域内,平均光子数远小于演化步数,表明扩散受到明显抑制;而在少数特殊参数区域,系统表现出向光子数增大方向的快速传播。本文结果表明,周期驱动的腔QED系统为研究Floquet系统中的一维Anderson局域化、Fock空间输运调控以及量子模拟提供了一个可行的实验平台。
掺铒固体系统中连续时间晶体对相位调制的动力学响应
王曾璞;李亭美;赵守贤;陈宇辉;张向东;连续时间晶体源于时间平移对称性的自发破缺,能够在时间维度上维持具有确定相位的周期性振荡。理论上,这种稳定的振荡意味着系统的相位变化会被长期保留,即系统具备记忆相位扰动的能力,然而时间晶体对相位扰动的响应机制尚未得到系统研究。本研究以掺铒固体系统中实现的连续时间晶体为平台,通过理论分析系统探究了驱动场相位调制对时间晶体动力学的影响。研究发现,时间晶体的振荡对相位调制的频率与深度展现出丰富的动力学响应,相位扰动的时序信息可被精确编码为振荡轨迹的恒定偏移量,体现出系统作为非线性动力学的独特记忆特性。上述结果深化了对连续时间晶体响应机制的认识,为其在精密测量与量子存储等领域的应用提供了理论依据。
一维双链系统中拓扑序与准周期无序的竞争及局域化转变
王一平;张筑城;张智明;本文中研究一维双链系统中拓扑序与准周期无序的竞争机制及其诱导的局域化相变过程。在均匀极限下,该系统具有手征对称性,其拓扑性质由绕数表征,拓扑相变由能隙闭合条件决定。引入准周期在位势调制后,系统的平移对称性与手征对称性同时破缺,导致拓扑序与局域化效应之间产生竞争,并且整体上由拓扑绝缘体相向安德森局域化相演化。基于平均逆参与比与平均归一化参与比的数值分析,我们发现系统存在扩展态与局域态共存的中间相,证实迁移率边的出现。值得注意的是,在强调制条件下,该共存的中间相会再次出现,表明系统存在非单调的重入局域化现象。通过有限尺寸标度分析,我们证实此现象源于系统的本征物理,而非有限尺寸效应。本文揭示的一维双链准周期系统中拓扑序与准周期无序的竞争机制,为准晶体系拓扑态的调控提供理论参考。
线性阵列中奇异点诱导的三比特纠缠相变
郑煜斌;张浩龙;韩佩容;杨贞标;郑仕标;奇异点是非厄米系统区别于厄米系统的一个重要特性,在奇异点处,系统不仅本征能合并,本征态也同样合并。目前为止,与这种奇异点相关的现象已经被广泛研究,但这些研究主要局限在本征态不具有量子关联的经典系统,而对奇异点诱导的纠缠相变的探索仅限于两体系统。本文从理论方面研究了线性阵列中三个量子比特组成的非厄米系统的纠缠行为,其中第三比特带耗散。我们发现,系统中成对量子比特的奇异纠缠行为与两量子比特情况下的非常不同,表现为高度的非线性、不对称性和发散的变化率。我们进一步研究了所有两两比特concurrence(并发度)的总和的纠缠相变行为,将此总和定义为拓展并发度。