Arbitrary entangled state transfer via a topological qubit chain
量子态转移是量子信息处理的基本任务之一。本文提出了一种通过量子比特链实现任意纠缠态转移的理论方法。量子比特链是一类扩展的Su-Schrieffer-Heeger模型，可容纳多个与体态分离的拓扑边缘态。我们证明了从$2$ -量子比特到$\mathcal{N}$ -量子比特的任意纠缠态都可以被编码到相应的边态中，然后从链的一端到另一端进行纠缠转移。通过选择合适的演化时间，可以消除不同边缘态随时间演化而产生的动力学相位差。我们的方法对量子比特-量子比特耦合无序和演化时间无序都是鲁棒的。为了讨论的具体性，我们假设这样的链是由实验上可行的超导量子比特系统构成的，同时，我们的建议也可以应用到其他系统。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic quantum state transfer in a semiconductor quantum-dot spin chain
半导体量子点自旋量子比特是一种很有前途的量子计算平台，因为它们具有可扩展性和长的相干时间。然而，为了实现这种全部潜力，需要用于量子纠错的高保真信息传输机制和有效算法。在这里，我们提出的证据绝热量子态转移链的半导体量子点电子自旋。通过对交换耦合进行精细的修改，我们在不到127 ns的时间内在远距离电子之间转移单自旋和双自旋态。我们还表明，这种方法可以级联的自旋态转移在长自旋链。基于模拟，我们估计在所研究的实验参数下，正确转移单自旋本征态和双自旋单重态的概率可以超过0.95。在未来，将需要状态和过程层析成像来验证具有超过经典界限的保真度的任意单量子比特状态的传输。绝热量子态转移对噪声和脉冲定时误差具有鲁棒性。该方法对基于门的量子计算中大自旋量子位阵列的初始化、态分布和读出等问题具有重要意义。这也为在半导体量子点自旋量子比特中进行通用绝热量子计算提供了可能。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum state transfer via the ferromagnetic chain in a spatially modulated field
我们证明了一个完美的量子态传输可以通过一个具有公度能谱结构的自旋链来实现，它与相应的宇称相匹配。作为一个博览会的镜像反转对称发现的Albanese等。al（quant-ph/0405029），宇称匹配能谱的可分辨性帮助我们提出了用于量子信息传输的新颖的预先设计的自旋系统。基于这些理论分析，我们提出了一个利用具有均匀耦合常数的铁磁海森堡链，外加抛物型磁场，实现近完美量子态转移的方案。数值结果表明，在具有最佳场分布的系统中，初始高斯波包可以在较长的距离上被近乎完美地整形。
2004-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal Dephasing for Ballistic Energy Transfer in Disordered Linear Chains
我们研究了在一维链的有限长度$N$，特别是有利或不利的影响，对运输的失相，无序和开放性之间的相互作用。在静态无序$W$和退相$γ$的作用下，激发通过相干最近邻跳跃$Ω$沿链移动。由于最后一个位点与外部受体系统（汇）的耦合，该系统是开放的，其中激发可以以确定开放强度的速率$Γ_{\rm trap}$被捕获。虽然它是已知的，失相可以帮助运输的本地化制度，在这里，我们表明，失相可以增强能量转移，即使在弹道制度。具体而言，在本地化制度，我们恢复以前的结果，其中最佳的失相是独立的链长和成比例的$W$或$W^2/Ω$。在弹道制度，最佳的失相减少为$1/N$或$1/\sqrt{N}$分别为弱和中度静态无序。当聚焦于在链的开始处开始的激发时，失相可以帮助激发仅在高于无序$W^{\rm cr}$的临界值时转移，这强烈地取决于打开强度$Γ_{\rm trap}$。短链的解析解。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin State Transfer in Laterally Coupled Quantum Dot Chains with Disorders
量子点阵列是在两个远距离点之间传输量子信息而不求助于移动量子比特的有前途的介质。本文研究了量子点阵列中两种最常见的无序，即超精细相互作用和交换耦合涨落，以及它们对量子通信的影响。我们的结果表明，超精细相互作用比交换耦合涨落更具破坏性。平均最佳通信时间不受系统中任何无序的影响，我们的模拟表明，反铁磁链比铁磁链对这两种无序的抵抗力要大得多。即使当耦合的时间调制和最优控制被用来改善传输时，反铁磁链也表现得更好。我们假定超精细相互作用和交换耦合中的含时涨落为准静态近似。特别地，为了研究交换耦合涨落，我们考虑了静态无序、白噪声和$1/f$噪声。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-assisted quantum state transfer and entanglement generation in spin chains
我们提出了一个协议，两个遥远的自旋量子比特（发送者和接收者），具有不同的能量之间的状态转移和纠缠的产生。这两个量子比特永久地耦合到远离共振的自旋链，并且发送者的量子比特由外部场驱动，该外部场提供桥接发送者和接收者之间的能隙所需的能量。通过虚单光子和虚多光子跃迁到信道本征模实现态转移和纠缠产生。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Peierls distorted chain as a quantum data bus for quantum state transfer
系统地研究了电子自旋量子态作为飞行量子比特沿半满Peierls扭曲紧束缚链的转移，该链由Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型描述，表现为量子数据总线.这使得一种新的物理机制的量子通信与始终在线的相互作用：有效的跳跃之间的站点$A$和$B$连接到两个站点之间的SSH链的自旋载流子可以诱导SSH模型的准激发。正如我们所证明的，正是SSH准激发的Peierls能隙对保护量子态转移过程的鲁棒性起着至关重要的作用。此外，我们的观察还表明，这种方案也可以用来探索量子系统的内在性质。
2006-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum mechanics of spin transfer in coupled electron-spin chains
自旋极化电子与磁化薄膜相互作用的方式目前是用半经典方法描述的。这反过来又提供了我们目前对自旋转移或自旋力矩现象的理解。然而，自旋本质上是一个量子力学量。在这里，我们通过自旋流与海森堡耦合自旋链相互作用，对自旋转移进行了完全量子力学描述。由于量子纠缠，这需要基于密度矩阵方法的形式。我们的描述说明了链中的单个自旋如何随着自旋转移而随时间演化。
2007-03-02 cond-mat.mes-hall
Tunneling transfer protocol in a quantum dot chain immune to inhomogeneity
我们提出了一个量子点（QD）实现的量子态传输通道。所提出的通道由N个垂直堆叠的量子点与最近邻隧道耦合，放置在一个轴向电场。我们表明，该系统支持高保真传输的终端点的状态都通过自由演化和绝热转移。该协议在很大程度上对点的能量参数的不均匀性不敏感，并且仅需要全局电场。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall
Long-range doublon transfer in a dimer chain induced by topology and ac fields
在量子信息处理和量子通信中，粒子从空间晶格的一个位置到另一个位置的受控转移对于许多任务是必不可少的。在光晶格中的半导体量子点和超冷原子阵列，提供了两种研究在良好控制的系统中的相干量子输运的方法。在这项工作中，我们研究了如何诱导长程转移之间的两端的二聚体链，耦合状态，本地化只是在链的端点。这具有吸引人的特征，即转移仅发生在端点之间-粒子不通过中间位点-使得转移不易受退相干的影响。我们首先展示了如何排斥束缚对费米子，被称为doublon，可以从链的一端转移到其他通过拓扑边缘状态。然后，我们将展示如何非拓扑表面状态的熟悉的肖克利或塔姆型可以用来产生一个类似的形式下的一个周期性的驱动电位的作用下的转移。最后，我们表明，结合这些效果可以产生转移通过更奇特的拓扑效应，其中驱动场可以用来切换边缘状态的拓扑特征，作为衡量的Zak相位。我们的研究结果表明如何诱导强关联粒子的长程转移，通过调整拓扑结构和驱动。
2016-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Resistance of a 1D random chain: Hamiltonian version of the transfer matrix approach
利用一维链和Anderson紧束缚模型研究了电子输运的介观性质。主要研究了具有无序白噪声势的有限长链的电阻。我们开发了一个新版本的转移矩阵方法的基础上的等效性的离散薛定谔方程和二维哈密顿映射描述的参数踢振子。在弹道和本地化制度的两个极限情况下，我们演示了如何分析结果的平均电阻和它的二阶矩可以直接从平均超过经典的轨迹的哈密顿映射。我们还讨论了单参数标度假设的电阻的含义。
2003-10-17 cond-mat.mes-hall
Surface-modes mediated long-range radiative heat transfer through a plasmonic Su-Schrieffer-Heeger chain
Institut für Physik, Carl von Ossietzky Universität（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学物理研究所）
研究等离子体InSb纳米颗粒近邻InSb基底的辐射热传输，探讨耦合表面波对链内平面和法向模式频带的影响，揭示拓扑相变及边缘模式对长程热传输的增强作用。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall
Thermal radiative energy exchange between a closely-spaced linear chain of spheres and its environment
在这项工作中，我们提出了一个线性链中的球对之间的辐射热传递和单个球和它们的环境之间的表达式。该表达式适用于任意尺寸、间距和各向同性光学特性的涂层球。这些球体可能很小，而且间距很小，这违反了经典辐射转移的基本假设。我们验证我们的结果对现有的配方的辐射传热，即热离散偶极子和边界元方法。我们的研究结果具有重要意义的建模和解释的近场辐射传热实验之间的球体。
2018-12-27 cond-mat.mes-hall
Quantum heat transfer in harmonic chains with self consistent reservoirs: Exact numerical simulations
我们描述了一个精确模拟具有自洽库的量子谐振链中热流行为的数值方案。数值精确的结果相比，经典的模拟和量子行为下的线性响应近似。在经典极限或小的温度偏差，我们的结果与以前的计算相吻合。在大偏压和低温下，系统的量子动力学从根本上不同于接近平衡的行为，特别揭示了不对称链的热整流效应。由于这种效应在我们模型的经典模拟中不存在，我们得出结论，在这里研究的量子模型中，热整流是一种纯粹的量子现象，植根于量子统计。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall
Validity of kinetic theory for radiative heat transfer in nanoparticle chains
在支持表面极化激元的密集纳米颗粒链中，近场电磁耦合导致集体效应和超普朗克热辐射交换。研究人员主要使用两种分析方法来计算这些系统中的辐射热传递：波动电动力学，它直接将波动的热流纳入麦克斯韦方程组，以及动力学方法，其中色散关系为玻尔兹曼输运方程提供模式和传播长度。在这里，我们比较两种方法的结果，以确定制度中的动力学理论是有效的，并解释不同的结果在其有效性的文献。使用这两种方法，我们计算纳米颗粒链的扩散辐射热导率。我们表明，动力学理论是有效的，波动电动力学的预测相匹配时，传播长度大于粒子间距。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall
Influence of Disorder on Exciton Transfer in a Quantum Dot Chain with Short-Range Interaction and a Side-Coupled Defect
Voronezh State University（沃罗涅日国立大学）
研究量子点链中短程相互作用及侧耦合缺陷情况下无序对激子转移的影响，通过模型哈密顿量分析激发动力学及相变边界。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall
Perfect Entanglement Transport in Quantum Spin Chain Systems
我们提出了一种机制，在反铁磁（AFM）量子自旋链系统的调制交换耦合沿xy平面和z方向的完美纠缠输运。我们利用绝热量子抽运过程的原理实现了自旋链系统中的纠缠转移。在我们提出的机制中，可以在任意长的距离上实现完美的纠缠转移。我们解释分析和物理为什么纠缠跳在备用网站。我们用Berry相位分析和阿贝尔玻色化方法解决了这个问题。在理想泵浦条件下，我们找到了纠缠输运受阻的条件。我们还从物理上解释了为什么原子力显微镜链中的纠缠转移表现为铁磁链。我们的解析解将量子多体物理和量子信息科学联系起来。
2009-11-25 cond-mat.mes-hall
On the relationship between the mean first-passage time and the steady state transfer rate in classical chains
理解无序介质中的激发和电荷转移是化学、生物物理和材料科学中的一个重大挑战。我们研究了两个实验相关的措施，在有限尺寸链，捕获平均首次通过时间（MFPT）和稳态转移时间（SSTT）的载流子转移。我们讨论了这些措施之间的关系，并推导出解析公式的一维链。我们将这些时间尺度的行为在不同的图案：供体桥受体系统，偏置链，交替和堆叠的共聚物。我们发现，MFPT和SSTT可以管理不同的，互补的信息系统，共同报告分子长度和能量。在固定的施主-受主能量偏置等约束条件下，我们表明，MFPT和SSTT的优化（最小化）从根本上不同的内部电位配置文件。这项研究带来了对MFPT和SSTT行为的见解，并表明对导电网络进行瞬态和稳态测量是有益的，以便收集其属性的更完整的图像。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Information transfer by vector spin chirality in finite magnetic chains
矢量自旋手征是复杂磁体的基本特征之一。对于一维自旋螺旋状态，它可以被解释为旋向性，或螺旋的旋转方向。在这里，使用自旋极化扫描隧道显微镜，我们证明了原子尺度的自旋螺旋发生在有限的个人双原子Fe链（5x 1）-Ir（001）表面。我们发现，破反转对称性的表面促进一个方向的矢量自旋手征，导致一个独特的旋转意义上的螺旋在所有的链。相应地，一个链端的自旋方向的变化可以在几十纳米外探测到，这表明了一种在纳米尺度上传输磁性物体状态信息的新方法。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
