当合适的材料在自然界中不存在或不稳定时,哈密顿工程是量子信息处理的重要途径。到目前为止,还没有一个稳定的材料的Kitaev自旋哈密顿量与各向异性相互作用的蜂窝晶格(A。Kitaev,Annals of Physics vol 321,2(2006)),它在阿贝尔和非阿贝尔任意子的实现中起着至关重要的作用。在这里,我们展示了如何动态实现Kitaev自旋哈密顿量从传统的海森堡自旋哈密顿量使用脉冲控制技术。通过重复相同的脉冲序列,动态地保持量子态。研究了自旋-轨道相互作用和超精细相互作用的影响。
英文摘要:
Hamiltonian engineering is an important approach for quantum information processing, when appropriate materials do not exist in nature or are unstable. So far there is no stable material for the Kitaev spin Hamiltonian with anisotropic interactions on a honeycomb lattice (A. Kitaev, Annals of Physics vol 321, 2 (2006)), which plays a crucial role in the realization of both Abelian and non-Abelian anyons. Here, we show how to dynamically realize the Kitaev spin Hamiltonian from the conventional Heisenberg spin Hamiltonian using a pulse-control technique. By repeating the same pulse sequence, the quantum state is dynamically preserved. The effects of the spin-orbit interaction and the hyperfine interaction are also investigated.
Quantum antiferromagnetic Heisenberg half-odd integer spin model as the entanglement Hamiltonian of the integer spin Affleck-Kennedy-Lieb-Tasaki states
College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University(湖北师范大学物理与电子科学学院);Hubei Engineering Institute(湖北工程学院);State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University(山西大学量子光学与量子光学器件国家重点实验室激光光谱研究所);Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University(山西大学极端光学协同创新中心)
Preparation of an arbitrary two-qubit quantum gate on two spins with an anisotropic Heisenberg interaction
我们考虑两步法[A. R. Kuzmak和V.M. Tkachuk,Phys. Lett. A 378(2014)1469]用于制备具有各向异性海森堡相互作用的两个自旋上的任意量子门。第一步,系统在一段时间内演化。在第二步中,我们对每个自旋单独施加脉冲磁场。给出了SWAP、iSWAP、$\sqrt{SWAP}$和纠缠门的实现条件。最后,我们考虑了这种方法在光晶格中超冷原子物理系统上的实现。
Heisenberg-limited Hamiltonian learning without short-time control
School of Computational Sciences, Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院计算科学学院);Institute of Computer Technology, Seoul National University(首尔大学计算机技术研究所);Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院物理系)
在海森堡图中研究了光脉冲定时精度的量子增强。从海森堡运动方程出发,研究了光损耗、群速度色散和克尔非线性对光脉冲的位置和动量的影响。使用开发的形式主义,研究了光损耗引起的退相干对使用绝热孤立子控制克服定时标准量子极限的影响[Tsang,Phys. Rev. Lett. 97,023902(2006)]进行了理论和数值分析。分析表明,一个明显的增强,可以实现使用当前的技术,尽管增加的定时抖动主要是由于戈登-豪斯效应。还研究了光损耗对量子增强定时信息传输的退相干效应,以确定增强能够存活的情况。
Pulse-duration-sensitive high harmonics and attosecond locally-chiral light from a chiral topological Weyl semimetal
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克物质与结构动力学研究所);Center for Free-Electron Laser Science(自由电子激光科学中心);Technion Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Center for Computational Quantum Physics(计算量子物理中心);The Flatiron Institute(平顿研究所)