Perturbative approach to time-dependent quantum systems and applications to one-crossing multistate Landau-Zener models
针对一类多能级含时量子系统提出微扰方法，将其应用于单交叉多态朗道-泽纳模型，推导得四阶跃迁概率解析公式，为未精确求解的该类模型提供可靠基准。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Counterintuitive transitions in the multistate Landau-Zener problem with linear level crossings
我们推广的Brundobler-Elser假设在多态朗道-齐纳问题的情况下，而不是一个国家的最高斜率的非绝热能级有一个带的国家与任意数量的平行水平具有相同的斜率。我们认为，这种状态之间的违反直觉的转变的概率正好为零。
2004-03-28 cond-mat.other math-ph math.MP
Time-resolved measurement of Landau-Zener tunneling in periodic potentials
我们报道了加速光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的朗道-齐纳隧穿的时间分辨测量，清楚地解决了带布居的阶跃式时间依赖性。使用不同的实验方案，我们能够测量隧道的概率在绝热和非绝热的系统的基础。我们还通过实验确定了玻色凝聚体的动量宽度对隧穿台阶宽度的贡献，并讨论了测量Landau-Zener问题中跳跃时间的影响。
2009-03-19 cond-mat.other quant-ph
Landau-Zener transition in a multilevel system. An exact result
研究了多个能级避免交叉跃迁的S-矩阵，这是Landau-Zener问题的多级推广。我们证明，通过扩展薛定谔演化到复杂的时间，可以得到一个确切的答案，一些过渡振幅。类似于Landau-Zener的情况，我们的结果涵盖了绝热区（慢演化）。和非绝热状态（快速演化）。精确的跃迁振幅的形式与在连续的两两能级交叉近似中得到的结果一致，符合Brundobler和Elser的猜想。
2003-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exact transition probabilities in a six-state Landau-Zener system with path interference
我们确定了一个非平凡的多状态朗道-齐纳模型，任何一对非绝热状态之间的跃迁概率可以确定解析和准确。在半经典图像中，该模型的特点是连接相同的初始和最终状态的不同轨迹的干扰的可能性。因此，跃迁几率一般不被朗道-齐纳公式的不连贯的连续应用所描述。我们讨论了这个系统的可积性的原因，并提供了数值试验的建议表达的转移概率矩阵。
2017-02-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Analytical Approximations for Generalized Landau-Zener Transitions in Multi-level Non-Hermitian Systems
研究了非绝热能量间隔为时间二次函数的非厄米多能级抛物模型中的非绝热跃迁动力学。模型哈密顿量已被用来描述两对耦合腔的非厄米动力学。在任何两对腔之间的耦合的情况下，每个子系统内的波振幅由三汇合Heun函数描述。当所有的腔之间的耦合存在，我们减少到一组两个耦合的三汇合Heun方程的动力学，从中我们推导出在不同的物理极限的波振幅的解析近似。
2023-01-12 quant-ph
Solvable multistate model of Landau-Zener transitions in cavity QED
我们考虑了单光腔模与线性时变场驱动的二能级系统（自旋）相互作用的模型。当该场通过自旋能级分裂变得与光模的自旋耦合相当的值时，朗道-齐纳（LZ）跃迁的级联导致自旋的共同翻转以交换腔的光子。我们推导出精确的跃迁概率不同的非绝热状态引起的这种扫描的字段。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Interaction induced Landau-Zener transitions
通过考虑量子临界Lipkin-Meshkov-Glick模型，我们分析了一种新型的Landau-Zener跃迁，其中人口转移是由相互作用介导的，而不是从直接的非绝热耦合。对于这种情况，在平均场水平的动力学极大地影响量子干涉。特别是，无论Landau-Zener扫描有多慢，对于某些参数，几乎没有发生人口转移，这与常规的Landau-Zener模型形成鲜明对比。对于中等大小的系统，这种违反直觉的平均场行为在量子情况下不会重复。这可以归因于量子涨落和多能级朗道-齐纳-施托克伯格干涉对上述现象具有“退相”效应的事实。我们还发现量子和平均场模型之间的差异，在如何转移概率的规模与扫描速度。
2014-05-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
The Quest for Solvable Multistate Landau-Zener Models
最近，多态Landau-Zener（MLZ）理论中的可积性条件（IC）被提出[1]。他们描述了所有已知的解决系统的共同性质与线性时间相关的哈密顿。在这里，我们表明，集成电路使有效的计算机辅助搜索新的可解MLZ模型，跨越复杂性范围从几个相互作用的状态到多体动力学和组合大相空间的介观系统。这种多样性表明，非平凡的可解MLZ模型是众多的。此外，我们完善制定的IC和扩展类的可解系统的模型与多个非绝热水平交叉点。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Dynamics of dissipative Landau-Zener transitions
一个非微扰的处理，Dirac-Frenkel时间相关的变化被用来检查的Landau-Zener模型的动力学与对角和非对角量子位浴耦合使用多个Davydov试验状态。结果表明，稳态跃迁概率同意在很长一段时间的分析预测。在中间时刻的Landau-Zener动力学几乎不受对角耦合的影响，并且被发现由两个非绝热态之间的非对角耦合和隧穿强度决定。我们研究了水浴光谱密度、耦合强度和相互作用角对Laudau-Zener动力学的影响。由于多个Davydov试验状态，详细的玻色子动力学也可以在朗道-齐纳转变中分析。本文的结果可以为通过调节非对角耦合和隧穿强度来控制电路QED结构中的Laudau-Zener跃迁提供指导原则。
2017-12-17 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.comp-ph
Multistate Landau-Zener models with all levels crossing at one point
我们讨论了所有非绝热能级相交于一点的多状态Landau-Zener（MLZ）模型类的可积性的共同性质和原因。探索斯托克斯现象，我们表明，每个先前解决的模型有一个对偶，其散射矩阵也可以得到解析。对于应用，我们展示了我们的结果可以用来研究转换成原子玻色凝聚体的分子在通过费什巴赫共振，并提供纯代数解的蝴蝶结和特殊情况下的驱动Tavis-Cummings模型（DTCM）。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Integrable multistate Landau-Zener models with parallel energy levels
讨论了可解的多状态Landau-Zener（MLZ）模型，其哈密顿算子具有交换伙伴算子，参数与$\sim 1/τ$时间相关.许多已知的可解MLZ模型正好属于这一类。我们得出的可积性条件的参数，这样的交换运营商，并演示如何使用这些条件，以获得新的可解的情况。我们表明，MLZ模型从这个类必须包含带的平行非绝热能级。的散射矩阵的结构和其他属性被发现是在前面讨论的完全可解MLZ哈密顿相同。
2020-06-25 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Three-state Landau-Zener model in the presence of dissipation
研究了三态系统中基于绝热演化的粒子数转移问题。结合相关参数分析了该过程的效率，揭示了耦合常数的相位的重要作用。耗散的作用也被考虑在内，专注于外部衰变，可以描述有效的非厄米哈密顿。虽然人口转移原来是相当敏感的衰变过程中，非常大的衰变率的发生的一个Zeno现象允许恢复一个非常高的效率。
2019-01-21 quant-ph
Solvable 4-state Landau-Zener model of two interacting qubits with path interference
我们确定了一个非平凡的4-状态Landau-Zener模型，任何一对非绝热态之间的跃迁概率可以解析地精确地确定。该模型描述了一个实验上可访问的两个相互作用的量子比特的系统，如在狄拉克材料与谷和自旋自由度或一个单电荷的量子点（QD）分子与自旋轨道耦合的局域态。应用线性时变磁场诱导一系列量子能级交叉，并可能在半经典图像中产生不同轨道的干涉。我们认为，这个系统满足标准的可积性在多态Landau-Zener理论，这使我们能够得到明确的精确的解析表达式的转移概率矩阵。我们还认为，该模型可能是一个特殊的情况下，更大的一类可解系统，并提出了一个6状态的推广作为一个例子。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dynamics of non-Hermitian many-body Landau-Zener systems
本文针对线性驱动的非厄米多体朗道-齐纳系统，发现描述未归一化波函数同时增长的新守恒律，并建立可精确及半经典求解的通用框架，揭示其与分子解离对产生机制的联系。
2023-10-28 physics.atom-ph quant-ph
Measurement-assisted Landau-Zener transitions
非选择性量子测量，即，在不读取结果的情况下进行测量，通常被认为是操纵量子系统的资源。在这项工作中，我们研究的最佳加速的Landau-Zener（LZ）跃迁的非选择性量子测量。我们使用的测量人口的非绝热状态的LZ系统在某些时刻作为控制，并找到最佳的时刻，最大化的LZ过渡。我们发现令人惊讶的非单调行为的最大跃迁概率与耦合参数的增加时，测量的数量是大的。这种跃迁概率通过固定数量的离散测量给出了基本量子芝诺效应（对应于连续测量）的最佳近似。分析的困难在于，作为时刻的函数的转移概率具有大量的局部极大值。我们解决这个问题的分析渐近分析和数值上的有效算法的发展主要是基于动态规划。所提出的数值方法可以应用，除了这个问题，广泛的一类基于测量的最优控制问题。
2015-06-27 quant-ph
Solution to a class of multistate Landau-Zener model beyond integrability conditions
本研究针对一类无法用传统方法求解的多态Landau-Zener模型，提出解析约束结合数值拟合的新方法，得到特定参数下近精确跃迁概率解及一般参数的首阶展开，并证明该模型可描述耦合时变的Su-Schrieffer-Heeger链。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Derivation of the Landau-Zener formula via functional equations
本文提出通过泛函方程推导 Landau-Zener 跃迁概率，利用可积性证明其满足确立指数形式的泛函方程，并通过最低阶微扰计算确定系数，揭示了公式的指数形式起源。
2025-08-24 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Quantum Zeno effect versus adiabatic quantum computing and quantum annealing
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
研究绝热Grover搜索算法中环境耦合导致的退相干，发现量子芝诺效应通过持续测量抑制量子跃迁，从而限制量子加速，并推广到基于Landau-Zener跃迁的绝热量子算法和量子退火方案。
2026-05-22 quant-ph
Generalized Shortcuts to Adiabaticity and Enhanced Robustness Against Decoherence
绝热性的捷径提供了一种通过希尔伯特空间中任意快速演化来模拟绝热量子过程的一般方法。对于这些反非绝热演化，更高的速度带来更高的能量成本。在这里，反非绝热理论被用作加速绝热任务的最小能量需求方案。作为一个副产品，我们表明，这种方法可以用来获得无限类的无跃迁模型，包括时间无关的哈密顿在一定条件下的本征态的原始哈密顿。我们应用这些结果调查的捷径绝热性在消肩环境中引入一个固定的能源的要求。在这种情况下，我们表明，广义无跃迁演化可以更强大的抗退相干比他们的绝热同行。我们说明了这种增强的鲁棒性的朗道-齐纳模型和量子门哈密顿。
2017-12-18 quant-ph
Adiabatic quantum dynamics of the Lipkin-Meshkov-Glick model
研究了Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型在量子临界点附近的绝热量子演化。动力学实现线性切换的横向场从一个初始的大值向零，并考虑不同的过渡率。我们把注意力集中在淬火后的剩余能量，以估计的非绝热性的演变水平。我们讨论了有限尺寸LMG模型的Landau-Zener近似，这是成功地再现的剩余能量的行为作为过渡率的函数在大部分考虑的制度。我们还通过对演化态的纠缠熵的分析来支持我们的描述。所提出的系统是无限范围相互作用或高维模型的范例。
2008-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum dynamics intervened by repeated nonselective measurements
我们导出了一系列非选择性测量介入的开放量子系统动力学理论。我们分析了测量之间的时间无关和时间相关的哈密顿动力学的情况下，并找到近似的主方程的频闪极限。我们还考虑了测量基随时间变化的情况，并用Landau-Zener模型的非绝热态基上的非选择性测量来说明。
2018-01-16 quant-ph
Duality in potential curve crossing: Application to quantum coherence
场相关的$su(2)$规范变换连接在（Landau-Zener-Stueckelberg）势曲线交叉问题的绝热和非绝热图像之间。指出在这种变换下，弱势曲线交叉作用和强势曲线交叉作用互换，从而实现了一种朴素的强弱对偶性。因此，一个可靠的微扰理论应该在弱相互作用和强相互作用的两种极限下都能表述出来。事实上，潜在的交叉现象，如朗道-齐纳公式，包括其数值系数的主要特征是很好地描述了简单的（时间无关）微扰理论，而不涉及斯托克斯现象。我们还发现，双阱势中的量子相干性一般会受到势线交叉效应的抑制，这类似于欧姆耗散对量子相干性的影响。
1997-07-23 hep-th physics.chem-ph quant-ph
Influence of measurements on the statistics of work performed on a quantum system
最近证明的涨落定理对测量的鲁棒性[M. Campisi \emph{et al.}，物理学评论快报。\textbf{105} 140601（2010）]并不意味着非平衡量（如热和功）的概率分布不受影响。我们确定的影响，在运行力协议的特征功能的工作进行测量。结果表明，通过Landau-Zener（-Stückelberg-Majorana）模型。在连续测量的极限下，量子芝诺效应抑制了任何幺正动力学。它表明，工作的特征函数是相同的绝热协议时，连续测量的量与哈密顿量一致，在没有测量的情况下，管理系统的幺正动力学。
2011-01-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Staying adiabatic with unknown energy gap
我们引入一个算法来执行一个最佳的绝热演化，操作系统频谱的先验知识。该算法通过局部探测系统间隙，最大化进化速度，从而最小化总进化时间。我们在Landau-Zener跃迁上测试了该算法，然后将其应用于3-SAT的量子绝热计算：结果与经典算法的指数加速兼容，最多可达20个量子比特。最后，我们研究了一个可能的算法改进，结合量子芝诺效应。
2011-05-09 quant-ph
String-Breaking Dynamics in Quantum Adiabatic and Diabatic Processes
California Institute of Technology（加州理工学院）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Duke University（杜克大学）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学量子信息与计算联合中心）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（NIST/马里兰大学联合量子研究所）
本文通过量子伊辛链中的畴壁约束，研究弦张力逐渐增大诱导的动态弦断裂现象，发现短弦和慢演化下类似Landau-Zener两态跃迁，长弦则出现气泡叠加的复杂时空模式，并证明长程相互作用可实现纯量子涨落驱动的弦断裂。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Reservoir-engineering shortcuts to adiabaticity
我们提出了一个协议，实现了一个量子位的两个正交态之间的快速绝热传输耦合与辅助。量子比特经历朗道-齐纳动力学，而耦合实现了一个依赖于时间的哈密顿量，它在自旋的瞬时朗道-齐纳本征态中是对角的。辅助装置（或仪表）又耦合到热浴，使得整体动态是不连贯的。我们分析的协议的保真度作为耦合的强度和米的松弛率的函数。当仪表的衰减率是动态的最大频率标度时，自旋动态被描述瞬时本征基中自旋的失相的主方程所包含。在这种情况下，绝热传递的保真度随着浴温的增加而提高。令人惊讶的是，在相反的制度，其中的辅助动力学的时间尺度是相当的特征自旋时间尺度的绝热转移是显着更有效的。在这里，对于低温，与辅助物的耦合倾向于通过有效的冷却来抑制非绝热转变。该协议可以有效地实施的脉冲，频闪耦合的辅助装置，并对实验参数的适度波动是强大的。
2022-03-16 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Generalized transitionless quantum driving for open quantum systems
介绍了一种在开放量子系统中实现无跃迁量子驱动的一般方法。在绝热演化的时间局域主方程的假设下，我们推导出了在开放系统中实现绝热性捷径所需的广义无跃迁Lindbladian。一般的反非绝热Lindbladian获得帐户的相位自由，这转化为一组自由参数在整个动态。然后，我们讨论了我们的广义方法如何使我们能够恢复由G。Vacanti等人[New J.Phys.16，053017（2014）]。然后，我们将展示如何设计与时间无关的主方程，这些主方程提供与开放系统中标准无跃迁量子驱动所提供的与时间相关的主方程相同的动力学。我们说明了我们的结果，将它们应用到绝热Deutsch算法下的移相和朗道-齐纳哈密顿位相位翻转。
2021-12-15 quant-ph
WavePacket: A Matlab package for numerical quantum dynamics. III: Quantum-classical simulations and surface hopping trajectories
WavePacket是一个用于量子动力学数值模拟的开源程序包。在之前的第一部分[Comp. Phys. Comm. 213，223-234（2017）]和第二部分[Comp. Phys. Comm. 228，229-244（2018）]的基础上，分别处理封闭和开放系统的量子动力学，本第三部分为WavePacket增加了完全经典和混合量子经典传播。在这些模拟中，经典的相空间密度是通过遵循（非绝热或绝热）势能面的轨迹来采样的。在这些表面的（真正的或避免的）交叉点附近，轨迹可以在表面之间切换。为了模拟这些过渡，已经实现了两类随机算法：（1）J. C。Tully最少开关表面跳变和（2）基于Landau-Zener的单开关表面跳变。后者提供了仅基于绝热能隙的优点，因此不再需要非绝热耦合信息。目前的工作描述了MATLAB版本的WavePacket 6.0.2，它本质上是以前版本的面向对象重写，允许在平等的基础上执行完全经典，量子经典和量子力学模拟，即，对于由相同WavePacket输入描述的相同物理系统。该软件包在Sourceforge平台上托管和进一步开发，该平台还提供了大量的维基文档以及许多动画演示示例。
2019-04-25 physics.comp-ph quant-ph
