Adiabatic many-body state preparation and information transfer in quantum dot arrays
多体系统的量子模拟是量子技术研究的热点之一。其中之一是当能隙消失使冷却机制失效时，在其基态制备多体系统。绝热理论作为一种替代冷却的方法，可以用来驱动多体系统到其基态。本文研究了量子点阵列中两种最常见的无序现象，即交换耦合涨落和超精细相互作用，并在此基础上研究了这种系统中基态的制备。我们表明，绝热基态准备是非常强大的对这些无序的影响，使其成为良好的模拟模拟器。此外，我们还研究了自旋链上单重态-三重态的绝热经典信息传递。与基态制备相比，转移机制受无序的影响很大，特别是超精细相互作用对性能的破坏性很大。这表明，对于跨这种阵列的通信任务，绝热演化不是有效的，量子猝灭可能是优选的。
2015-04-27 quant-ph
Adiabatic tracking of quantum many-body dynamics
通过量子临界点驱动的多体系统的非绝热动力学可以使用反绝热驱动来控制，其中通过辅助多体非局部相互作用来辅助动力学来抑制激发的形成。我们提出了一个替代方案，它规避了实际的挑战，实现捷径绝热介观系统通过定制的辅助counterdiabatic相互作用的功能形式。采用少体短程相互作用的驱动方案可以产生有效的绝热动力学。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Adiabatic preparation of many-body states in optical lattices
分析了一种基于绝热过程制备光晶格中原子低熵多体态的方法。特别是，我们表明，这种方法允许准备强相关的状态作为稳定的最高能量状态的哈密顿量，有平凡的基态。作为一个例子，我们分析了在铁磁相互作用的玻色子原子的自旋上，利用交错场的绝热变化产生反铁磁有序态。
2010-05-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Experimental Performance of a Quantum Simulator: Optimizing Adiabatic Evolution and Identifying Many-Body Ground States
我们利用局域绝热演化方法，实验上建立并确定了一个具有14个自旋的全连通伊辛模型的基态自旋序。局部绝热演化-其中系统演化速率是瞬时能隙的函数-被发现与其他绝热方法相比最大化基态概率，同时只需要$2^N$哈密顿本征值的最低$\sim N$的知识。我们还表明，基态顺序可以被实验确定为所有可能的自旋配置的最可能的，即使当演化是高度非绝热的。
2013-05-10 quant-ph
Exponential Complexity of the Quantum Adiabatic Algorithm for certain Satisfiability Problems
我们确定了几个约束满足问题的复杂性，使用量子绝热算法在其最简单的实现。我们这样做，通过研究的间隙的大小依赖于第一激发态的“典型”的情况。我们发现，在大尺寸N下，我们研究的所有模型的复杂性都呈指数级增长。我们还比较了我们的结果对类似的经典算法WalkSAT的复杂性，并表明，困难的问题是经典算法的困难，它也是量子绝热算法。
2011-12-29 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
Adiabatic theorem for closed quantum systems initialized at finite temperature
当一个受驱动的量子系统的状态接近于其含时哈密顿量的瞬时本征态时，该系统的演化被称为绝热的。著名的量子绝热定理保证了这种纯态绝热性可以以任意精度保持，只要选择足够小的驱动速率。在这里，我们将量子绝热性的概念扩展到最初在有限温度下制备的封闭量子系统。在这种情况下，绝热性意味着系统的（混合）状态在哈密顿量的瞬时本征态的基础上保持接近准吉布斯状态对角。我们证明了有限温度绝热性的一个充分条件。值得注意的是，这意味着有限温度绝热性比纯态绝热性更稳健，特别是在多体系统中。我们提出了一个多体系统的例子，在热力学极限，有限温度绝热性保持，而纯态绝热性打破。
2020-11-26 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Adiabatically driven dissipative many-body quantum spin systems
本文研究了缓慢横向场驱动的耗散量子Ising自旋链，解析计算了慢动力学生成元与非绝热相干性，发现特定脉冲下系统仅经历经典基态跃迁，并揭示了其与Rydberg原子系综等当前多体研究热点的直接联系。
2025-09-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Scaling of running time of quantum adiabatic algorithm for propositional satisfiability
数值研究了命题可满足性的量子绝热算法。在随机问题中识别出一类新的先前未知的硬实例。我们在数值上发现，这样的实例的运行时间与它们的大小呈指数级增长。因此，量子绝热算法的最坏情况复杂度似乎是指数的。
2005-02-14 quant-ph
On Statistical Distribution for Adiabatically Isolated Body
利用协变量子理论和复时间平面上的Wick旋转，得到了孤立体的统计分布。孤立系力学的协变表述在于拒绝绝对时间而引入固有时间作为独立的动态变量。真时运动方程就是能量守恒能量守恒定律。在这种情况下，孤立系的能量是修正分布的外部参数，而不是温度。
2022-05-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body quantum heat engines with shortcuts to adiabaticity
量子热机是用量子力学工质的热力学循环来模拟的。由于高发动机效率需要绝热性，一个主要的挑战是在有限的循环时间内产生非零功率输出。使用反绝热（CD）驱动的绝热性的捷径可以作为加速这种无限长的循环的手段。我们介绍了多体自旋量子热机的局部近似CD协议，并表明这种方法大大提高了有限循环时间的效率和功率。该协议不需要系统本征态的先验知识，因此在实验中是现实的。
2020-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effect of Local Minima on Adiabatic Quantum Optimization
基于问题哈密顿量中的能级结构，我们提出了一种微扰方法来估计绝热量子优化的谱隙。我们发现，对于具有指数级大量的局部极小值接近全局最小值的问题，间隙变得指数级小，使得计算时间指数级长。绝热量子计算的量子优势然后可以仅经由局部绝热演化来访问，这需要贯穿演化的相位相干性和谱的知识。这样的问题，因此，不适合绝热量子计算。
2008-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Calculation of resonances in the Coulomb three-body system with two disintegration channels in the adiabatic hyperspherical approach
本文提出了一种计算具有两个衰变通道的库仑三体（CTB）系统亚稳态共振特性的方法。利用稳定化方法计算了共振区K矩阵的能量依赖性。利用广义Breit-Wigner公式拟合数值计算的K（E）矩阵，得到共振位置和部分宽度。
2005-03-16 quant-ph
Gradient-free pulse optimization for adiabatic control in open few-body quantum systems
The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本文提出一种无需梯度的脉冲优化方法，用于开放少体量子系统的绝热控制，通过结合先进优化工具和专门成本函数，实现了高效且稳健的控制方案，并在真实量子硬件上验证了其性能。
2026-02-05 quant-ph
Revealing many-body effects on interband coherence through adiabatic charge pumping
研究了一维晶格中非平衡态无自旋费米子的绝热电荷泵，着重讨论了它在揭示多体相互作用对带间相干性的影响方面的作用。对于非相互作用系统，每个绝热循环的泵浦电荷不仅取决于被占据能带的拓扑结构，而且还取决于初始状态下的带间相干性。这一见解导致了一个有趣的机会，定量观察量子相干性是如何影响的多体相互作用，在绝热泵浦之前打开了一个不同的持续时间。特别是，带间相干效应可以清楚地观察到通过调整开关的速率与不同的绝热泵浦协议，并通过扫描的绝热泵浦之前的多体相互作用的持续时间。在多体相互作用的存在下，单粒子带间相干的时间依赖性，然后可以详细检查。作为一个侧面，但有趣的结果，对于相对弱相互作用强度，它被发现，在不同的泵浦协议之间的泵浦电荷的差异消失，如果从单粒子密度矩阵在亚晶格表示定义的相干性措施达到其局部最小值。因此，我们的结果提供了一个有趣的手段，定量探测量子相干性在多体相互作用（例如，在热化过程中）。
2019-07-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
(Sub)Exponential advantage of adiabatic quantum computation with no sign problem
我们证明了（次）指数量子加速的可能性，通过一个量子算法，遵循绝热路径的间隙哈密顿没有符号的问题。这加强了Hastings最近证明的超多项式分离。表现出这种加速的哈密顿量来自无向图的邻接矩阵，我们可以将绝热演化视为一种有效的$\mathcal{O}(\mathrm{poly}(n))$ -时间量子算法，用于在给定“入口”顶点的图中找到特定的“出口”顶点。另一方面，我们表明，如果图是通过一个邻接表的甲骨文，有没有经典的算法，发现“退出”的概率大于$\exp(-n^δ)$使用最多的$\exp(n^δ)$查询$δ= \frac15 - o(1)$。我们的图的构造有点类似于Childs等人的“焊接树”构造，但是使用了Hastings的附加思想来实现光谱间隙和短绝热路径。
2020-11-18 cs.CC quant-ph
Work Statistics and Adiabatic Assumption in Nonequilibrium Many-Body Theory
本文利用非平衡热力学中的功统计推导普适定理，证明绝热演化无法将非相互作用Gibbs态转变为相互作用Gibbs态，但绝热方法仍优于非绝热方法，并为量子计算中Gibbs态制备提供新见解。
2023-09-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Elimination of Perturbative Crossings in Adiabatic Quantum Optimization
最近的研究表明，在求解NP完全问题时，绝热路径总是存在的，局部和全局极小值之间没有有限阶微扰交叉，如果存在的话，这可能导致具有指数级小能隙的反交叉。然而，没有显示是否可以容易地找到这样一条道路。在这里，我们给出了一个简单的结构，确定性地消除所有这样的反交叉多项式的时间，空间和能量，任何伊辛模型多项式最终差距。因此，为了使绝热量子优化需要指数时间来解决任何NP完全问题，除了这种类型的反交叉之外的一些质量必须是不可避免的，并且需要指数长的运行时间。
2011-04-12 quant-ph
Adiabatic ground state preparation of fermionic many-body systems from a two-body perspective
本文利用剩余哈密顿量两体投影的谱分解设计绝热路径，提出部分分段插值以打破对称性、避开能级交叉，并证明完全分段插值相较直接插值具有更高复杂度。
2023-07-13 quant-ph
Performance Evaluation of Adiabatic Quantum Computation via Quantum Speed Limits and Possible Applications to Many-Body Systems
量子速度极限指定了初始状态和时间演化状态之间保真度的普适界限。我们应用这种方法找到了绝热态和时间演化态之间保真度的一个界。该界由反绝热汉密尔顿函数表征，可用于评估绝热量子计算的最坏情况性能。通过施加额外的条件，结果得到改善，我们研究了几种模型，找到一个紧的界限。我们还推导出了一种不同类型的量子速度极限，即使我们采用热力学极限也是有意义的。利用可解自旋模型，我们研究了相变对系统性能和束缚的影响。
2020-07-16 quant-ph
Bounds on quantum adiabaticity in driven many-body systems from generalized orthogonality catastrophe and quantum speed limit
我们提供了两个不等式，用于根据另外两个更容易计算的量来估计绝热保真度，即，广义正交突变和量子速度极限。由于考虑了初始基态和它的正交补态所构成的二维子空间，我们的方法比以前得到的绝热保真度的界限更强。两个不等式之一是近尖锐的系统尺寸大时，如所示的驱动赖斯-梅勒模型，它代表了广泛的一类量子多体系统，其不同的瞬时基态的重叠表现出正交性灾难。
2022-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Many-body adiabatic passage: Instability, chaos, and quantum classical correspondence
本文研究Bose-Hubbard链中类STIRAP绝热通道方案，揭示相互作用和纠缠导致的低维与高维混沌，并通过平均场、截断Wigner和全量子模拟验证量子经典对应关系。
2025-02-06 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Local shortcut to adiabaticity for quantum many-body systems
我们研究了通过量子临界点驱动的封闭自旋系统中环境辅助的局域无跃迁动力学。在量子临界系统中，一般的超适应性（STA）的捷径需要高度非局域控制哈密顿量。在这项工作中，我们开发了一种方法来实现本地捷径绝热（LSTA）的自旋链，使用本地控制字段的规模多项式与系统的大小，以下通用的临界指数。我们将控制场与约化保真度磁化率联系起来，并利用一维横向伊辛模型来验证我们的一般结果。我们还扩展了我们的分析，以实现LSTA中心自旋模型。
2016-06-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Slow approach to adiabaticity in many-body non-Hermitian systems: the Hatano-Nelson Model
本研究探究相互作用Hatano-Nelson模型的非厄米多体近绝热动力学，发现能量呈复值、绝热极限以τ⁻¹标度的阻尼振荡慢趋近，且无需辅助控制即可在斜坡时间与周期匹配时实现绝热捷径，揭示了二者的复杂相互作用。
2025-03-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Many-Body Adiabaticity, Topological Thouless Pump and Driven Impurity in a One-Dimensional Quantum Fluid
当谈到在实践中应用绝热定理时，需要回答的关键问题是“足够慢”有多慢。这个问题可能是一个复杂的问题，特别是对于多体系统，其中缓慢驾驶和大系统尺寸的限制可能无法互换。最近，我们已经证明了多体系统中的量子绝热性与广义正交性突变的关系[Phys. Rev. Lett. 119，200401（2017）]。我们已经证明了一个严格的不等式，这两个现象，并应用它来建立条件的量子化输运的拓扑无源泵。在目前的贡献，我们（i）审查这些发展和（ii）应用不等式建立绝热性的条件，在一个一维系统组成的量子流体和杂质粒子通过流体的外力拉。后者的分析是至关重要的准布洛赫振荡现象在一维平移不变的杂质流体系统的正确定量描述。
2017-11-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Adiabatic preparation of many-body quantum states: getting the beginning and ending right
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Centrum Wiskunde & Informatica（数学与计算机科学中心）；QuSoft；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本文通过瑞利德原子量子模拟器研究了多体量子系统在量子相变附近的绝热演化，展示了通过优化调度函数可抑制端到端传输误差，并推导了不忠实度与演化时间的关系。
2025-12-19 quant-ph
Unitary preparation of many body Chern insulators: Adiabatic bulk boundary correspondence
我们接近长期存在的问题，准备一个平衡的多体陈氏绝缘体（CI）和相关的体边界对应统一。在这里，这是解决通过构建一个动态的多体陈省身不变量利用大体积宏观电极化（雷斯塔极化）的CI的属性。这个陈不变量定义从可观察的相关性也建立了拓扑分类许多身体陈平衡态。不变量的非平衡行为是通过将石墨烯的典范Haldom模型从平凡阶段斜升到拓扑阶段来探索的。我们表明，一个非线性的斜坡可以更有效地接近拓扑状态，从而建立一个最佳的拓扑状态准备的存在。此外，为了保证量子临界点附近的近绝热动力学，我们提出了一个新的反非绝热方案。通过观察一个新出现的$U(1)$拓扑电荷，牢固地建立了准备状态的拓扑性质。我们还计算了在半周期边界条件下系统时间演化态的边缘电流，并清楚地建立了绝热体-边界对应关系，这坚定地证明了多体不变量的有效性。
2020-09-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Adiabatic Theorem for Quantum Spin Systems
量子绝热定理的第一个证明早在1928年就给出了。今天，这个定理越来越多地应用于多体环境，例如量子退火和物质拓扑性质的研究。在这种设置中，局部项的变化率$\varepsilon$与间隙相比确实很小，但总的广义哈密顿量的变化率却不是。因此，在文献中的证明和论证并不包括对多体系统的应用。在这封信中，我们证明了一个版本的绝热定理的有隙基态的量子自旋系统，假设仍然有效的热力学极限。作为应用，我们给出了一大类带隙相互作用系统Kubo线性响应公式的数学证明。
2017-09-27 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Universal scaling of finite-temperature quantum adiabaticity in driven many-body systems
National Central University（国立中央大学）
本文通过混合态量子速度极限和保真度易感性推导出有限温度下非绝热性阈值驱动速率的严格界限，并展示了其在不同温度下的缩放行为。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Rate Function Modelling of Quantum Many-Body Adiabaticity
本文通过分析不含可观测量广延量，研究了量子多体系统绝热率函数 $f(T, \Delta\lambda)$ 对扫描时间的依赖关系，完整表征了多体绝热保真度，并在 Ising、Luttinger liquid 和 XXZ 模型中揭示了其与跃迁概率及准粒子激发密度的联系。
2025-07-13 cond-mat.other quant-ph
Quantum adiabaticity in many-body systems and almost-orthogonality in complementary subspace
Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden（莱顿大学洛伦兹研究所）；Department of Physics, National Central University（中央大学物理系）
该研究探究了量子多体系统中绝热保真度与初始态-瞬时基态重叠近乎相等的原因，指出其源于小演化参数和大系统尺寸两个固有极限的相互作用，并通过两个受驱多体模型验证了这一发现。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Accuracy vs run time in adiabatic quantum search
绝热量子算法的特点是它们的运行时间和精度。这两者之间的关系对于量化绝热算法性能是必不可少的，但往往是知之甚少。我们研究了连续时间，绝热量子搜索算法的动力学，并找到严格的结果的准确性和运行时间。继续估计，我们表明，在相当一般的情况下，绝热算法的错误表现出的行为与两个明显的制度：错误指数下降的短时间内，然后减少多项式时间较长。我们发现，众所周知的二次加速古典搜索只与指数误差制度。我们通过绝热误差最小化得到的演化路径的例子来说明结果。我们还讨论了控制绝热误差和运行时间的具体策略。
2010-08-04 quant-ph
Adiabatic Quantum Transistors
我们描述了一个多体量子系统，它可以通过绝热地施加一个大的外加场到系统上来进行量子计算。在施加场之前，量子信息被定位在器件的一个边界上，并且在施加场之后，该信息已经传播到器件的另一侧，其中量子线路被施加到该信息。应用的电路依赖于材料的多体哈密顿量，计算发生在具有保序拓扑序的退化基空间中。这种绝热量子晶体管是通用绝热量子计算设备，其具有模块化的附加益处。在这里，我们描述了这个模型，为为什么它是一个有效的量子计算模型提供论据，并检查这些多体系统中存在的噪声环境。
2013-06-18 quant-ph
Adiabatic quantum optimization fails for random instances of NP-complete problems
绝热量子优化已经吸引了大量的关注，因为小规模的模拟给了希望，它将允许有效地解决NP完全问题。后来，否定的结果证明了绝热优化需要指数时间的特殊设计的硬实例的存在。尽管如此，对于NP完全问题的随机实例，这种情况仍有希望不会发生。这是一个重要的问题，因为随机实例是当前经典求解器无法解决的硬实例的良好模型，因此需要有效的量子算法。在这里，我们将表明，由于一个类似于安德森局域化的现象，一个指数小的本征值间隙出现在大的随机情况下，非常接近年底的算法的绝热哈密顿量的频谱。这意味着不幸的是，绝热量子优化也会因为陷入局部最小值而失败，除非计算是指数级的。
2009-12-01 cs.CC quant-ph
(Sub)Exponential Quantum Speedup for Optimization
本研究通过量子绝热算法和量子哈密顿下降算法，在离散与连续优化中实现了可证明的（次）指数级量子加速，基于Gilyén--Hastings--Vazirani的预言机分离，并编译为两个独立目标函数。
2025-04-21 cs.CC math.OC quant-ph
Exact Quantum Dynamics, Shortcuts to Adiabaticity, and Quantum Quenches in Strongly-Correlated Many-Body Systems: The Time-Dependent Jastrow Ansatz
提出复值含时 Jastrow 拟设，突破尺度不变性限制，精确描述多类强关联系统动力学并构建绝热捷径，为淬火动力学及模拟提供基准。
2025-03-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el math-ph
Geodesic Paths for Quantum Many-Body Systems
我们提出了一种方法，以获得最佳的协议，绝热基态准备绝热极限附近，从[D。A. Sivak和G. E. Crooks，Phys. Rev. Lett. 108，190602（2012）]到量子非耗散系统。孤立量子多体系统的可控参数空间具有黎曼量子度规结构，当系统被驱动时，可以利用这种结构。在这里，我们使用这个度量结构来构建最佳的协议，以在固定的时间内完成绝热基态准备的任务。这样的最佳协议被证明是测地线上的参数流形，最大限度地提高当地的保真度。物理上，这样的协议最小化沿路径的平均能量波动。我们的研究结果上的Landau-Zener模型和各向异性XY自旋链说明。在这两种情况下，我们都表明测地协议大大提高了最终保真度。此外，即使越过临界点也会发生这种情况，在临界点处绝热微扰理论失效。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Resonances and collisional properties of neutron-rich helium isotopes in the adiabatic hyperspherical representation
Purdue University（普渡大学）；Purdue Quantum Science and Engineering Institute, Purdue University（普渡大学量子科学与工程研究所）
本研究利用绝热超球面方法，分析中子丰富氦同位素的共振和碰撞性质，包括束缚态、散射态及核反应过程。
2024-07-24 nucl-th quant-ph
An exponentially local spectral flow for possibly non-self-adjoint perturbations of non-interacting quantum spins, inspired by KAM theory
自从Hastings在[10]中引入准绝热延拓技术以来，它已成为讨论和分类基态相的主要工具。它通过一个幺正准局域变换将同相位的自伴哈密顿量的基态连接起来。本文进一步把这个结果推广到非自伴微扰，但由于技术上的原因，我们在这里只限于非相互作用自旋的弱微扰。非自伴微扰的扩展对于Glauber动力学（及其量子类似物）的潜在应用是重要的。与标准的准绝热变换相比，这里构造的变换是指数局部的。我们的计划是受KAM理论的启发，挫折免费运营商发挥作用的可积哈密顿。
2016-12-11 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Time scale for adiabaticity breakdown in driven many-body systems and orthogonality catastrophe
绝热定理是量子力学早期建立的一个基本结果，它指出，如果哈密顿量随时间变化足够慢，系统可以任意接近其瞬时基态。这个定理有着令人印象深刻的应用记录，从量子场论的基础到分子动力学的计算配方。鉴于这一成功，值得注意的是，对“足够慢”意味着什么的实际定量理解仅限于一组适度的系统，这些系统大多具有小的希尔伯特空间。在这里，我们将展示如何弥合这一差距的一个广泛的自然类的物理系统，即多体系统中的参数空间中的一个小的移动引起的正交性灾难。在这一类中，绝热性的条件来自于参数依赖的基态的标度性质，而不参考激发光谱。这一发现构成了一个复杂问题的主要简化，否则需要解决非自治的时间演化在一个大的希尔伯特空间。我们通过分析拓扑无源泵浦中输运量子化的条件来说明我们的一般结果。
2022-05-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Non-adiabatic linear response in open quantum systems
该工作将非绝热线性响应理论推广至开放量子多体系统，证明对瞬时稳态的一阶偏离无记忆，并揭示哈密顿量斜坡与耗散斜坡产生不同响应，为探测非平衡多体关联提供新工具。
2025-09-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Power law scaling for the adiabatic algorithm for search engine ranking
搜索引擎结果排名的一个重要方法是通过寻找“谷歌矩阵”的主特征向量。“最近，一种量子算法来准备这个特征向量，并证明了一些无标度网络的指数加速。在这里，我们表明，运行时间取决于图的度分布以外的其他功能，并可以充分改变，以排除一般的指数加速。对于一个样本的度分布，更接近类似于网络比以前的工作，所提出的算法的特征向量的准备并没有出现比经典的情况下，以指数速度运行。
2012-12-05 physics.soc-ph quant-ph
Adiabatic echo protocols for robust quantum many-body state preparation
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学与美国国家标准与技术研究院联合物理科学研究所）；Department of Physics, University of Colorado（科罗拉多大学物理系）
本文提出绝热回声协议，通过动态工程破坏性干涉抑制静态扰动，实现鲁棒的量子多体态制备，适用于Ising自旋链、二维Rydberg原子阵列及 frustrated Rydberg晶格中的量子自旋液体态制备。
2026-03-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el physics.atom-ph
Cooperative efficiency boost for quantum heat engines
与通常使用的绝热实现方式相比，多体热机的功率和效率可以通过执行协作非绝热操作来提高。在这里，关键属性依赖于这样一个事实，即需要非绝热性以允许合作效应，这可以使用仅存在于多体系统的集体非被动状态中的热力学资源。特别是，我们认为奥托循环的效率，这增加了使用的副本的数量，并达到多体绑定，我们分析讨论。
2019-03-01 quant-ph
Numerical study of three-body recombination for systems with many bound states
本文对三个全同玻色子系统的三体复合过程进行了数值处理。利用的两体模型势支持许多束缚态，这是复杂性的一个重大飞跃，在短距离内产生了三体超径向绝热势中尖锐的非绝热避免交叉的复杂结构。因此，这个模型显示了更现实的系统通常的困难。为了克服与尖锐避免交叉的数值挑战，慢变量离散（SVD）的方法是通过在该地区的小超半径。在较大的超半径，绝热势和耦合是光滑的，传统的绝热方法就足够了。尽管高度的复杂性，重组到深度束缚态的行为，由于一个衰变途径的主导地位，从不同的重组通道之间的强耦合。此外，通常的维格纳阈值定律必须修改激发入射复合通道。
2011-09-12 quant-ph
Exact Equivalence between Quantum Adiabatic Algorithm and Quantum Circuit Algorithm
我们给出了一个严格的证明，证明了量子线路算法可以转化为量子绝热算法，并且具有完全相同的时间复杂度。这意味着从$L$门的量子线路算法可以构造时间复杂度为$O(L)$的量子绝热算法。此外，我们的构造表明，通过适当地选择演化路径，可以指数地加速一些量子绝热算法。
2018-10-23 quant-ph
Algorithmic approach to adiabatic quantum optimization
据信，在系统哈密顿量的最低两个能级之间具有指数小间隙的反交叉的存在可以使绝热量子优化效率低下。在这里，我们提出了一个简单的绝热量子算法，旨在消除指数小的差距所造成的本征态，对应的局部和全局最小值的问题哈密顿之间的anticrossings。在算法的每次迭代中，收集关于在非线性地通过反交叉之后达到的局部最小值的信息。然后，通过调整初始哈密顿量，使用该信息来惩罚路径到相应的局部最小值。根据需要，对多个局部最小值集群重复此操作。我们生成了64个量子位的最大独立集问题的随机实例，该问题非常困难，具有10^5到10^6个高度退化的局部极小值。利用量子蒙特卡罗模拟，该算法可以平凡地解决所有的情况下，在~10次迭代。
2011-08-16 quant-ph
Avoided crossings in spin-boson systems: consequences for adiabatic state preparation
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究自旋-玻色子系统中避免交叉对绝热态制备的影响，通过精确对角化和时间模拟揭示小能级间距区域对制备时间的约束，并为量子模拟提供基准。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum adiabatic cycles and their breakdown
提出了一个以玻色子准粒子激发为特征的跨量子临界点的准静态变换的解析可解模型。该模型证明了绝热性破裂是这些系统普遍慢动力学的一个普遍特征。证明了在慢驱动极限下基态保真度消失的“反绝热”动力学相的存在。这些发现与Kibble-Zurek机制的关系和它们对许多体系统中的缺陷形成的后果斜跨量子相变进行了讨论。
2021-08-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Towards Fault Tolerant Adiabatic Quantum Computation
我展示了如何保护绝热量子计算（AQC）对退相干和某些控制错误，使用混合动力学解耦，子系统和稳定器代码，和能量间隙的方法。相应的误差界。作为一个例子，我展示了如何执行退相干保护AQC对本地噪声使用最多两体相互作用。
2008-05-02 quant-ph
Analytical Expressions for a Hyperspherical Adiabatic Basis Suitable for a particular Three Particle Problem in 2 Dimensions
对于一个特殊的情况下，在二维三体散射，匹配的解析表达式在一个过渡点，我们得到准确的解决方案的超球绝热基础和潜在的。我们发现各自的，渐近的，逆对数和逆功率潜在的行为，出现作为径向坐标的函数的解析表达式。我们考虑的模型是两个粒子与排斥阶跃势相互作用，第三个粒子充当旁观者。该模型很简单，但提供了洞察力，因为2体相互作用在超球坐标系中是长程的。我们知道，完全相互作用的三体问题在数值上会产生类似的行为，我们现在可以开始理解，这显然是我们的最终目标。
2020-08-04 physics.atom-ph physics.class-ph quant-ph
Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor
绝热量子计算使得能够制备多体基态。这对于化学、材料科学等领域的应用至关重要。实现带来了重大的实验挑战：直接模拟实现需要复杂的哈密顿工程，而数字化版本需要深量子门电路。为了绕过这些障碍，我们提出了一个绝热变分混合算法，它采用短量子线路，并提供了一个系统的量子绝热优化的电路参数。量子绝热定理不仅保证了基态的存在，而且保证了激发态的存在.本文首次从实验上证明了在多量子位超导协处理器的辅助下，绝热变分算法可以有效地制备多体本征态.我们跟踪的实时演化的地面和激发态的横向场伊辛自旋的保真度，可以达到约99%。
2019-05-08 quant-ph
Quantum annealing showing an exponentially small success probability despite a constant energy gap with polynomial energy
本研究提出一种基于多项式能量构建反直觉模型的通用方法，通过向哈密顿量添加惩罚项使跃迁矩阵指数级增大，导致量子退火在恒定能隙下成功概率指数级下降，同时实现计算成本的二次加速。
2024-08-27 quant-ph
Resource Efficient Gadgets for Compiling Adiabatic Quantum Optimization Problems
我们开发了一种资源有效的方法，通过该方法可以将任意k-局部优化哈密顿量的基态编码为（k-1）-局部优化哈密顿量的基态。这个结果很重要，因为绝热量子算法通常最容易使用多体相互作用来制定，但实验上可用的相互作用通常是2体。在这种情况下，约简小工具的效率是通过所需的辅助量子比特的数量以及实现所得哈密顿量所需的控制精度来衡量的。首先，我们优化了应用这些小工具的方法，以获得2-本地哈密顿使用尽可能少的辅助量子比特。接下来，我们展示了一种新的减少小工具，最大限度地减少控制精度和启发式，使用这个小工具编译3-本地问题的控制精度显着降低。最后，我们提出了数值计算，这表明实施随机生成的，3体优化的哈密顿量相比，在文献中的其他方法所需的资源大幅减少。
2013-07-30 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity in the strongly-coupled regime: nonadiabatic control of a unitary Fermi gas
复杂量子系统的相干控制是量子信息处理和工程的基本要求。最近发展起来的绝热性捷径（STA）的概念产生了有趣的前景。迄今为止，STA的实验研究大多是在理想热气体或弱相互作用超冷玻色气体中进行的。在这里，我们报告的第一个演示的多体STA在一个三维各向异性捕获的单一费米气体。在这种强相互作用的量子气体上证明了一个新的动力学标度律。通过简单地设计谐波阱的频率纵横比，可以操纵气体的动力学，并且可以在短时间尺度内在没有激励的情况下将多体状态从一个定态转移到另一个定态。验证了非相互作用和么正费米气体的普适标度性。这对未来的多体量子工程和热力学基本定律的探索具有重要意义。
2017-05-08 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
