Quantum Walks of Two Interacting Particles in One Dimension
Quantum Walks of Two Interacting Particles in One Dimension
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一维中两个相互作用粒子的量子行走
DOI：
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发表时间：
2014-02
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
C. Lee
中科院分区：
文献类型：
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作者：
X. Qin;Y. Ke;X.-W. Guan;Z. Li;N. Andrei;C. Lee
我们研究了两个不可区分粒子（玻色子、费米子或硬核玻色子）在一维晶格中具有最近邻相互作用的连续时间量子行走。两个相互作用的粒子可以根据量子统计和相互作用强度进行独立和/或协同行走。我们发现，两个强相互作用的粒子可以形成一个束缚态，然后共同行走像一个单一的复合粒子与南极依赖的传播速度。这种有效的单粒子的共同行走图片的简并微扰的背景下，解析推导出的分析结果是一致的直接数值模拟。除了实现通用量子计算和观察束缚态之外，两粒子量子行走还提供了一种检测量子统计的新途径。我们的理论结果可以应用于光在二维波导阵列中的传输和一维光晶格中超冷原子的自旋杂质动力学等实验中。
We investigate continuous-time quantum walks of two indistinguishable particles (bosons, fermions or hard-core bosons) in one-dimensional lattices with nearest-neighbour interactions. The two interacting particles can undergo independent- and/or co-walking dependent on both quantum statistics and interaction strength. We find that two strongly interacting particles may form a bound state and then co-walk like a single composite particle with statistics-dependent propagation speed. Such an effective single-particle picture of co-walking is analytically derived in the context of degenerate perturbation and the analytical results are well consistent with direct numerical simulation. In addition to implementing universal quantum computation and observing bound states, two-particle quantum walks offer a novel route to detecting quantum statistics. Our theoretical results can be examined in experiments of light propagations in two-dimensional waveguide arrays or spin-impurity dynamics of ultracold atoms in one-dimensional optical lattices.
DOI：
10.1007/978-3-642-32870-1
发表时间：
2012-10
期刊：
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影响因子：
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作者：
J. Matthews
通讯作者：
J. Matthews
DOI：
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发表时间：
2003-06
期刊：
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影响因子：
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作者：
L. Larmore;M. Goemans
通讯作者：
L. Larmore;M. Goemans