Controlling soliton excitations in Heisenberg spin chain through magic angle
研究了斜向磁场作用下$N$格点$XXZ$量子自旋链中集体激发的非线性动力学.我们发现，当倾斜场沿魔角$θ_{0} =\pm\arccos \sqrt{1/3}$施加时，各向异性的海森堡自旋链变为各向同性，从而激发出自由传播的自旋波。在倾斜角大于魔角和小于魔角的范围内，出现了两种非线性激发，即亮孤子和暗孤子。
2009-02-15 quant-ph
Arbitrary-time error suppression for Markovian adiabatic quantum computing using stabilizer subspace codes
绝热量子计算（AQC）可以通过编码成检错码来保护免受热激发，并补充由交换哈密顿项之和形成的能量惩罚。早期的工作表明，在局部马尔可夫环境的情况下，通过使用在固定温度下仅在系统大小中以几何方式增长的能量惩罚强度，可以抑制编码的基态的初始热诱导激发。这一结果是否适用于最初时间之后的问题仍然悬而未决。在这里，我们的回答是肯定的。我们表明，热激发出的编码基态可以抑制在任意时间的额外假设下，总的演化时间是多项式的系统大小。因此，可以在封闭系统设置中使用AQC有效地解决的计算问题仍然可以有效地解决耦合到热环境。我们的建设使用稳定子空间代码，这需要至少$4$本地的相互作用，以实现这一结果。
2019-04-26 quant-ph
Entanglement of superpositions in zero-energy subspace: insights from stabilizer theory
Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；Artificial Intelligence Research Institute (AIRI)（人工智能研究院）
本研究利用稳定子理论与多项式方法，探究几何局域自旋-1/2链零能子空间中叠加态的纠缠特性，确定链两半的最小纠缠熵，发现特定哈密顿量下该最小值满足体积定律，并提出新的精确本征态构建思路。
2026-10-16 quant-ph
On the Convergence of Markov Chain Distribution within Quantum Walk Circuit Subspace
本文提出基于离散量子行走算法的新电路设计，用于在目标分布上进行MCMC采样，并通过优化提高收敛速度和算法可扩展性。
2025-12-03 quant-ph
One-excitation spin dynamics in homogeneous closed chain governed by XX-Hamiltonian
该研究通过对角化XX哈密顿量的单激发块，解析推导均匀闭自旋1/2链中态转移概率振幅的表达式，分析任意初态下$M$近邻近似的精度，给出不同链长下满足精度要求的$M$取值。
2024-01-30 quant-ph
Enhancing the efficiency of polariton OLEDs in and beyond the single-excitation subspace
针对OLED仅25%电子态可发光的效率限制，研究利用强光-物质耦合产生的极化激元激活剩余三重态，推导相关跃迁速率并探索强耦合减少有害湮灭的作用，以提高OLED效率。
2024-10-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Excitation dynamics in chain-mapped environments
结构环境的链映射是模拟开放量子系统动力学的有力工具。一旦环境玻色子或费米子自由度被统一地重新排列成一维结构，密度矩阵重整化群（DMRG）的全部能力就可以被利用。除了导致有效的和数值精确的模拟开放量子系统动力学，链映射提供了一个独特的视角对环境：系统和环境之间的相互作用产生的扰动，沿着一维环境在一个有限的速度，从而提供了一个自然的概念，光，或因果，锥。在这项工作中，我们调查的运输链映射玻色子环境中的激发。特别是，我们探索的环境谱密度的形状，参数和温度之间的关系，以及沿相应的线性链的量子谐振子的激发的动力学。我们的分析揭示了环境演变的基本特征，如本地化，渗流和稳态电流的发生。
2020-11-23 quant-ph
Chained Typical Subspaces - a Quantum Version of Breiman's Theorem
我们给出了经典Shannon-McMillan-Breiman定理的一个等价的有限性重新表述，该定理直接转化为遍历量子晶格系统的情形。这个版本的量子Breiman定理可以从我们以前的工作（数学DS/0207121）中提出的量子Shannon-McMillan定理的证明中推导出来。
2003-02-01 math-ph math.DS math.MP
Excitation injector in an atomic chain: long-ranged transport and efficiency amplification
本文研究了弱耦合到黑体辐射浴中的线性二能级量子发射体（原子）链中的能量输运。我们表明，仅仅通过取代一个或多个原子从他们的规则链的位置，能量传输的效率可以大大放大至少一个数量级。此外，在提供大于$100\%$的效率的配置中，链的最后两个原子之间的距离可以比规则链中的最后两个原子之间的距离大20倍，从而实现远得多的距离的能量传输。通过执行一个固定的和随时间变化的分析，我们归因于这种效果的三个原子的基本块，从黑体浴的提取位点的激发注入器的作用。通过考虑链与多达7个原子，我们还表明，放大是强大的，可以进一步增强到$1400\%$。
2016-09-27 quant-ph
Nearest-neighbor approximation in one-excitation state evolution along spin-1/2 chain governed by XX-Hamiltonian
当自旋-自旋相互作用的强度为$\sim 1/r^3$时，最近邻相互作用（NNI）近似被广泛用于具有偶极-偶极相互作用（DDI）的短时自旋动力学，其中$r$是这些自旋之间的距离。然而，NNI不能近似这类系统的长时间演化。我们考虑了自旋-自旋相互作用强度为$\sim 1/r^α$，$α\ge 3$的系统，并找到了NNI对由$XX$ -Hamilton控制的均匀自旋链中任意单激发初量子态演化的适用性的下界$α_c$.我们得到了$α_c$对链长的对数依赖性。
2023-01-23 quant-ph
Universal quantum simulation with pre-threshold superconducting qubits: Single-excitation subspace method
我们提出了一种通用的量子计算和模拟，是非常适合今天的前阈值保真度超导量子比特的方法。该方法利用了$n$可调耦合量子位系统的$n$维单激发子空间（SES）。它可以被看作是标准的基于门的量子计算模型的不可扩展的特殊情况，但允许酉群SU（$n$）中的许多操作通过哈密顿量的单个应用来实现。我们的方法绕过了需要将演化算子分解成基本门，使大型，非平凡的计算可能没有纠错。该方法特别适合于通用的量子模拟，特别是模拟薛定谔方程与一个真正的，但在其他方面任意的$n \times n$哈密顿。我们认为，一个1000量子位的SES处理器，这将不需要在超导设备技术的已知改进，可以在今天建立，应该能够实现量子加速相对于petaflop超级计算机。我们推测这样一个通用的量子模拟器的实用性和实用性。
2015-09-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Symmetries on Spin Chains: Limited Controllability and Minimal Controls for Full Controllability
对称性在物理学的许多分支中是一个基本的重要概念。在这项工作中，我们讨论了两种类型的对称性，外部对称性和内部对称性，这是经常出现在受控的量子自旋链，并应用它们来研究各种可控性问题。当外部对称性存在时，对于单局部端控制下的自旋链，我们可以严格地证明系统在XXZ和XYZ链的每个不变子空间中都是可控的，但对于XX或Ising链则不是.当动力学被自然地限制在最大激发子空间中时，这些结果在控制反铁磁海森堡链中有直接的应用。我们还解决了理论上重要的问题，最小的控制资源，以实现整个自旋链空间的完全可控性。在这个过程中，我们建立了一个系统的方法来评估的动力李代数和使用已知的对称性，以帮助确定动力李代数。
2012-02-06 quant-ph
Cooperative decay of an ensemble of atoms in a one-dimensional chain with a single excitation
本研究提出单激发下一维二能级原子链合作衰变率的新表达式，无需求解格林函数本征值即可体现超辐射与亚辐射的干涉特性，推导了其近似表达式并推广至矢量光模型，揭示了不同链长下的亚辐射衰变规律。
2024-06-25 quant-ph
Coherent control in atomic chains: to trap and release a traveling excitation
介绍了一种在由亚波长晶格常数的多能级原子有序阵列组成的原子链中进行动态色散工程的方案。这条链支持暗态，这些暗态被保护免受光子发射形式的耗散，并且可以被理解为沿着阵列传播的自旋波。通过使用具有空间变化的椭圆偏振的外部控制场，我们以可控的方式关联阵列的内部和外部自由度。对原子态的相干控制转化为对自旋波群速度的控制。通过动态改变控制场的幅值，可以在不耗散的情况下存储和释放行波激励。该协议是更传统的电磁感应透明的替代方案，并阐明了相干控制和相关衰变之间相互作用所产生的丰富物理学。
2021-04-16 quant-ph
Tailoring Spin Chain Dynamics for Fractional Revivals
通过开发工具来重新设计完美的状态转移自旋链，使得在多个站点上输出可分离的输入激发，来研究用于量子协议和技术中所需的量子态的产生。我们特别集中在激发叠加在自旋链上的量子位的一个小子集上的情况下，称为分数恢复，证明自旋链能够以高速产生比以前已知的更大范围的分数恢复。我们还提供了一个数值技术产生链，产生任意的单激发态，如W状态。
2017-08-09 quant-ph
Excitation of subradiant states in atom chains by surface plasmon waves
Università degli Studi di Milano（米兰大学）
本文提出利用表面等离激元波耦合原子链，通过控制链与金属膜距离，实现亚辐射态的可控激发，用于光子存储与量子存储。
2026-10-07 quant-ph
The characteristic polynomial of the next-nearest-neighbour qubit chain for single excitations
研究了具有最近邻和次最近邻相互作用的偶极-偶极耦合二能级原子链的单光子激发本征值和本征矢量的特征多项式。我们发现的确切形式的多项式的Chebyshev多项式的第二类，是有效的任意数量的原子和耦合强度。然后，我们提出了一种技术，用于表示多项式的根作为一个幂级数的耦合常数。的解决方案的一般性质也进行了探讨，以阐明的一般性质，确切的，解析形式的能量本征值应该有。还概述了一种方法用于推导本征向量的哈密顿量。
2008-10-10 quant-ph
Universal quantum simulation with prethreshold superconducting qubits: Single-excitation subspace method
当前的量子计算架构缺乏通用容错操作所需的大小和保真度，将密钥量子算法的实际实现限制在除了最小问题大小之外的所有问题大小。在这项工作中，我们提出了一种通用的量子计算的替代方法，非常适合这种“prethreshold”超导硬件。计算在n维单激发子空间（SES）的n个可调耦合超导量子比特系统。该方法是不可扩展的，但允许酉群SU（n）中的许多操作通过哈密尔顿算子的单个应用来实现，绕过了将期望的酉分解成基本门的需要。这一特性使得在可用的相干时间内进行大型的、非平凡的量子计算成为可能。我们展示了如何使用可编程SES芯片来执行快速幅度放大和相位估计，两个通用的量子子算法。我们还表明SES处理器非常适合汉密尔顿模拟，特别是使用真实但任意的nxn汉密尔顿矩阵模拟薛定谔方程。我们讨论了这样一个通用的量子模拟器的实用性和实用性，并提出其应用到现实的原子和分子碰撞的研究。
2015-09-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent dynamics in chaotic spin chains via interference-protected subspaces
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）
本文引入一类局域自旋-1/2链，其结构化子空间支持疤痕、手性传播准粒子或近似拓扑边缘模等非热现象，通过干涉保护子空间实现弱遍历性破缺，并发展定量泄漏理论预测相干保持态。
2026-05-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Chaotic dynamics in a single excitation subspace: deviations from the ETH via long time correlations
在这项工作中，我们研究的情况下，动力学被限制在一个单一的激励流形，为特定的物理观测与支持的流形，我们标记为“相关淬火”。我们问这样的动态可能在一般情况下不同于本征态热化假设（ETH）的预测。我们表明，如果热化发生，它将不会满足ETH的其他关键预测;而是遵循不同的一般行为。我们通过分析长时间波动，两点关联函数和无序相关器来证明这一点;分析详细描述了与ETH预测的偏差。相反，我们推导出一个ETH的关系，与非随机的非对角线，矩阵元素的观测值，相关性，改变长时间的行为和约束动力学。此外，我们分析计算的时间依赖性的衰减到平衡，表明它是成比例的初始状态的生存概率。最后，我们注意到，研究的条件是常见的许多物理场景，如在光波近似。我们数值表明，预测是强大的扰动，打破这种近似。
2022-01-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Deformations of the symmetric subspace of qubit chains
Universidad de Burgos（布尔戈斯大学）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
本文研究了多量子比特系统对称子空间的变形，通过量子群U_q(su(2))的结构变形，实现了对称态的局部内积变形。
2026-03-11 math-ph math.MP quant-ph
Directed excitation transfer in vibrating chains by external fields
我们研究振动链上激发的相干动力学。通过施加外部场并使场强与链的振荡频率匹配，可以获得初始高斯波包的（平均）传输。我们区分链的所有节点的均匀振荡和链处于其最低本征模。这两种情况都可能导致定向运输。
2010-10-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement spreading after local and extended excitations in a free-fermion chain
研究了自由费米子链基态的局域和扩展激发所产生的纠缠随时间的演化。单个粒子或空穴激发在大的时间和子系统长度下产生单个比特的过量熵。在双孔的情况下，激发之间的一些相干性被保留，并且过量熵仅在大孔分离时才变得可加性。相反，相干性总是丢失的粒子-空穴激发。本文还研究了完全填充链上的多空穴激发。我们发现，对于一个扩展的连续孔的超额熵尺度与大小的几何，而增加是线性的孔之间的有限的分离。
2021-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Invariant subspaces and explicit Bethe vectors in the integrable open spin $1/2$ $\XYZ$ chain
我们导出了一个判据，在该判据下，一个开的$\XYZ$哈密顿量的所有本征态分裂成两个不变的子空间，手征激波状态的跨度，发生。分裂是由一个整数，这具有几何意义的最大数量的扭结的基础状态。我们描述了各自的贝特矢量的通用结构。我们得到明确的表达Bethe向量，在没有Bethe根，和那些产生的一个Bethe根，并调查的\multiplet。我们还详细描述了一个椭圆模拟的自旋螺旋状态，出现在周期和开放的$\XYZ$模型，并推导出本征态条件。椭圆模拟的自旋螺旋状态的特征在于由准周期调制的磁化曲线，由雅可比椭圆函数。
2022-04-12 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Optical Properties of Collective Excitations for Finite Chains of Trapped Atoms
共振偶极-偶极相互作用改变了光晶格中有限一维超冷原子链的电子激发能量和衰减速率。我们发现，集体激发态的原子链可以分为暗模式和亮模式，其中具有增强的集体有效偶极子的超辐射模式占主导地位的光学散射。研究不同长度和位置的两个链段的一般情况下，表现出相互作用的封锁和空间结构的光发射。最终，一个扩展的系统的几个干扰段模型的长链随机分布的空位缺陷。相应的发射模式提供了一个敏感的工具来研究系统的结构和动力学性质。
2011-06-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Immobile and mobile excitations of three-spin interactions on the diamond chain
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)（弗里德里希·亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学）
研究了菱形链上三自旋模型的固定和移动激发，揭示了其在有序与Z2对称破缺相之间的二级相变及非平凡完全固定激发谱。
2025-11-15 cond-mat.str-el quant-ph
Front dynamics in the XY chain after local excitations
研究了XY链铁磁基态上产生的局域激发初态的磁化强度和纠缠度随时间的演化。对于对应于单个或两个分离良好的畴壁的激发，磁化曲线具有简单的流体动力学极限，其在准粒子方面具有标准解释。相反，对于自旋翻转，我们得到一个干涉项，它与费米基中激发的非定域性有关。令人惊讶的是，对于单畴壁的熵和磁化曲线的流体动力学极限被发现是直接相关的。此外，熵分布是添加剂的双畴壁，而在自旋翻转激发的情况下，有一个非平凡的行为。
2020-02-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Selective transport of atomic excitations in a driven chiral-coupled atomic chain
从理论上研究了具有非互易衰减通道的手性耦合原子链中原子激发态的流动。这种一维系统允许无限范围的偶极-偶极相互作用，并使散射光的定向引导模式成为可能。在弱驱动条件下，我们能够模拟原子激发链的左右部分之间的输运性质。在稳态下，输运高度依赖于有序阵列的等距位置、激发场失谐以及手性耦合系统的方向性。我们讨论的参数制度是弹性或敏感的位置波动，并提供见解，以精确和真正的状态准备。此外，我们还研究了位置涨落对激发输运的影响。我们的结果可以揭示确定性态制备和铺平道路的驱动和耗散的手征耦合系统中的多体态操纵。
2018-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gapless spin excitations in nanographene-based antiferromagnetic spin-1/2 Heisenberg chains
该研究通过共价连接olympicene构建自旋1/2海森堡链，利用非弹性电子隧穿谱观测到激发能的幂律衰减与长链中的V形连续谱，证实了一维无带隙自旋液体类似物的实现。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Propagation of local excitations through strongly correlated quantum chains
局部作用于一维自旋链的外部横向磁信号的传播产生贯穿系统的扰动。这种量子效应可以被解释为经典的行波，其包含取决于链的大小的大量频率的叠加。它的局部振幅固定了链中任何位置处自旋的z分量的大小。确定了群速度的平均值和最大值，并与由Lieb-Robinson上界不等式确定的传输速度进行了比较。
2011-09-15 cond-mat.str-el quant-ph
Subspace methods for the simulation of molecular response properties on a quantum computer
本研究将Davidson子空间方法应用于量子自洽线性响应理论，用于高效计算分子激发能、静态极化率及阻尼响应性质，并验证了酉耦合簇在强关联体系中的优势。
2024-02-19 physics.chem-ph quant-ph
Coherent Excitation Transfer in a Spin Chain of Three Rydberg Atoms
我们研究了利用高激发可寻址里德伯原子实现的自旋链中的相干激发跳跃。的动力学是充分描述的XY自旋哈密顿与长程共振偶极-偶极耦合，规模为晶格间距的倒数三次方，$C_3/R^3$。实验数据表明，下一个邻居相互作用的重要性，这是表现为复苏的激发动力学。结果表明，里德伯原子阵列非常适合于自旋动力学的大尺度、高保真度量子模拟。
2015-03-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Excitation- and state-transfer through spin chains in the presence of spatially correlated noise
我们研究了环境噪声对自旋网络和自旋链的影响。除了一个独立的浴在系统中的每个自旋的共同模型，我们还考虑了噪声与有限的空间相关长度。我们提出了新的动力学和消相干自由子空间的出现，增加相关长度的失相和消散的环境。这导致一个自旋被未耦合的周围自旋弛豫阻塞。然后，我们考虑通过一个自旋链的消相干的存在下，完美的状态转移，并讨论了空间噪声相关长度的转移质量的依赖关系。我们定性地确定不同的功能，在自旋转移问题的退相和耗散环境。
2013-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Critical Dynamics of a Heisenberg-Ising Chain in a Longitudinal Field: Many-Body Strings versus Fractional Excitations
利用高分辨率太赫兹光谱研究了反铁磁Heisenberg-Ising自旋链化合物BaCo $_2$ V $_2$ O $_8$的量子自旋动力学随温度和纵向磁场的变化.在低于$T_N\simeq 5.5$ K的反铁磁相中观察到了受限的自旋激发。在一个以上的$B_c=3.8$ T的场诱导的无带隙阶段，我们确定多体弦激发以及低能量分数psinon/antipsinon激发通过比较Bethe-Anglesia计算。在$B_c$附近，高能量弦激发被发现是动态占主导地位的分数激发。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nlin.SI
Chiral coordinate Bethe ansatz for phantom eigenstates in the open XXZ spin-$\frac12$ chain
我们构造了开自旋$\frac12$ XXZ链所有满足幻影根判据（PRC）的本征态的坐标Bethe矩阵.在PRC下，Hilbert空间分裂成两个不变子空间，并且在每种情况下都有两组齐次Bethe不等式方程（BAE）来表征子空间。我们提出了两组具有手征激波的矢量来跨越不变子空间并扩展相应的本征态。所有的向量都是因式分解的，并且具有对称和简单的结构。使用几个简单的情况下作为例子，我们提出了我们的广义坐标Bethe anomaly方法的核心元素。本征态在我们的生成集中展开，并显示出明确的手征性和一定的对称性。得到了体散射矩阵、两个边界上的反射矩阵和BAE，并与其它方法进行了比较。一些假设制定我们的方法的推广。
2021-07-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Excitation spectrum for an inhomogeneously dipole-field-coupled superconducting qubit chain
当超导量子位链耦合到腔中的共面谐振器时，由于腔场的波形，其N个量子位（以距离l等间隔）中的每一个经历不同的偶极场耦合强度。我们发现，这种不均匀的耦合导致一对l-依赖的梯子运营商的角动量的自旋链。改变量子位间距l会改变角动量能级之间的跃迁幅度。我们推导出一般N-量子比特哈密顿量的精确对角化，并通过N = 4的情况下，演示了如何l-依赖运营商导致一个更密集的单激发谱和本征态的概率重新分布。此外，它将表明，l的变化在其两个极限值之间的Frenkel和Wannier型激子之间的超导自旋链的交叉相吻合。
2011-12-03 math-ph math.MP quant-ph
On Information Propagation in Krylov Subspaces
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；TUM School of Natural Sciences, Physics Department（TUM自然科学学院物理系）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学物理与材料科学系）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）
本文研究Krylov子空间中的信息传播，发现幂律增长Lanczos系数导致超弹道光锥，因果性约束其线性增长，并扩展至Q复杂度及自旋链映射。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Entanglement of magnon excitations in spin chains
在标度极限下，精确计算了自旋为1/2的可积XXX和XXZ链中磁振子激发态的纠缠含量。特别是，我们表明，只要激发磁振子的数量相对于系统的大小是小的，可以分解的纠缠内容，在标度限制，特别是激发态的自由费米子或玻色子理论的纠缠的总和。此外，我们还推测，在标度极限下，一般平移不变的自由费米子和玻色子哈密顿量的纠缠内容也可以按照以数算符为哈密顿量的费米子和玻色子链的纠缠内容进行分类.我们的结果有效地分类的纠缠内容的范围广泛的可积自旋链的标度极限。
2022-02-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
