Wave-packet numerical investigation of thermal diffuse scattering: A time-dependent quantum approach to the Debye method
本文采用冻结声子近似和含时薛定谔方程的精确数值解相结合的方法,研究了热漫散射对高加速电子透射和最终衍射的影响。与相关文献中的其他方法不同,在这种方法中,衍射特征的衰减以自然的方式通过在多个波包实现上求平均来产生,从而避免任何额外的实验获得的Debye-Waller因子或人工调制。在不失一般性的情况下,该方法已被应用于分析电子束通过薄Al膜在两个维度上的传输,利用爱因斯坦模型来确定在给定温度下每个实现的声子配置。结果表明,随着温度和原子振动振幅的增加,不同的电子波函数实现之间的不相干性逐渐增加,模糊了定义明确的衍射特征的零温度强度。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph quant-ph
Entanglement between uncoupled modes with time-dependent complex frequencies
在这项工作中,我们提出了一般的统一描述的酉时间演化所产生的时间依赖的非厄米哈密顿嵌入的玻色子表示的$\mathfrak{su}(1,1)$和$\mathfrak{su}(2)$李代数。我们考虑到一个时间依赖的厄米戴森映射的元素,这些代数与非厄米和厄米对应的代数实现是独立的关系。作为一个直接的后果,我们验证了时间依赖的复频率调制的非耦合模式的时间演化状态可能会表现出非零纠缠,即使当交叉运营商,典型的模式之间的相互作用,是不存在的。这是由于编码在一般厄米戴森映射的时间相关参数中的非平凡动态希尔伯特空间度量的非局部性质,其取决于复频率的虚部。
2023-02-28 math-ph math.MP quant-ph
Analytic stochastic treatment of a nonlinear quantum model with negative diffusion
本文将Yuen和Tombesi关于处理负扩散随机问题的一个建议应用于单模非谐振子的解析可解问题。我们发现,相关的随机实现包括不同的轨迹。这是可能的,然而,解决随机问题,但平均必须执行非常小心。
2002-04-29 quant-ph
Realization of decoherence-induced averaged symmetry-protected topological phases on quantum processors
National University of Singapore(新加坡国立大学);Eastern Institute of Technology, Ningbo(宁波东方理工大学)
本工作在可编程量子处理器上实现了退相干诱导的平均对称保护拓扑序,通过辅助量子比特设计子晶格选择性退相干,观测到对称荷衰减和Renyi-2弦关联函数非平凡,确立了结构化退相干作为工程混合态拓扑物质的资源。
2026-09-09 quant-ph
Entanglement of a mixed state of two qubit system
与环境的相互作用可以导致量子系统从纯态向混合态的转变。在这种情况下,可能会出现纠缠的定义问题。特别地,对纯态和混合态引入了不同的纠缠纠缠度的定量度量。为了解决这个问题,本文引入了混合状态并发的另一种定义。特别地,混合态的并发被确定为纯态并发的平均值。对量子系综进行平均,对应于随机变量的所有可能实现。
2008-09-13 quant-ph
An efficient quantum algorithm for the one-dimensional Burgers equation
我们分析一维经典和量子微观晶格气体模型所管辖的晶格玻尔兹曼方程在介观尺度上,通过系综平均微观实现。该模型是由伯格斯方程在宏观尺度上,通过采取限制的网格大小和时间步长都接近零,并通过执行微扰查普曼-Enskog膨胀。利用叠加和纠缠的量子算法比经典算法更有效,因为量子算法需要更少的内存。此外,其粘度可以任意小。
2002-10-11 quant-ph
Exploiting emergent symmetries in disorder-averaged quantum dynamics
Friedrich-Schiller-University Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学);Universität Heidelberg(海德堡大学)
本文提出利用短时和弱 disorder 展开高效构建 disorder-averaged 动力学映射的对称子空间,应用于随机 Ising 模型,使其在 disorder 平均后变为 permutation-invariant,从而实现大规模系统模拟。
2026-04-29 cond-mat.dis-nn quant-ph
Quantum NOT Operation and Integrability in Two-Level Systems
我们证明了令人惊讶的可积性的经典哈密顿量与自旋1/2系统下的周期性外场。由动力学演化产生的单量子比特旋转,一方面,接近于旋转波近似(RWA),另一方面,根据某个参数是小还是大,是两个不同的“平均”系统。特别独立的兴趣是,这两个RWA和平均定理被视为持有远远超出其预期的有效性区域的事实。最后,我们通过经典频闪映射确定了实现量子非操作的条件。
2005-02-16 quant-ph
Unbiased random circuit compiler for time-dependent Hamiltonian simulation
含时哈密顿模拟(TDHS)是量子计算中的一项关键任务。现有的算法一般有偏小的算法误差$\varepsilon$,和门的复杂性尺度为$O(\text{poly}(1/\varepsilon))$的产品公式为基础的方法,并可以改进为多对数与复杂的电路结构。在这里,我们开发了一个无偏的随机编译器TDHS结合戴森展开,量子进化的无偏连续采样方法,和领先的顺序旋转,它是免费的算法错误。我们的方法具有单量子位和双量子位门复杂度$O(Λ^2)$,具有恒定的采样开销,其中$Λ$是哈密顿强度的时间积分。在相互作用图和分子系统的绝热基态制备下,对自旋模型进行了数值模拟。在这两个例子中,我们观察到显着的改进,我们的方法比现有的。我们的工作为有效实现TDHS铺平了道路。
2022-12-19 quant-ph
Early-Time and Late-Time Quantum Chaos
研究了正则化两点非时序关联函数的海森堡平均与玻色量子力学中两点谱形状因子之间的关系。并讨论了对所有偶点的推广。我们还将玻色量子力学直接推广到非相互作用标量场理论。最后,我们发现相干态和大$N$方法在后期研究中是有用的。我们发现,海森堡平均可以简化相干态的计算。因此,这为通过相干态探测后期量子混沌提供了一种简单的方法。大- $N$结果也与大- $N$量子力学中的$N=3$数值结果相当.这证明了玻色子量子力学中的大$N$技术可以探测到较晚的时间,而不能探测到较早的时间。由于从$N=3$的数值结果中可以捕捉到大- $N$的定量行为,因此在实验中实现应该是可能的。
2020-05-17 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Choi-level twirling of quantum channels: finite constructions and non-compact transformations
Institute of Theoretical and Applied Informatics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院理论与应用力学研究所);International Centre for Theory of Quantum Technologies (ICTQT), University of Gdansk(格但斯克大学国际量子理论中心)
本文提出通过Cartan分解将通道扭转扩展到非紧群,并通过构造性方法实现有限的通道平均。
2026-02-25 quant-ph
Quantum Information Processing in Disordered and Complex Quantum Systems
我们研究了超冷原子和囚禁离子组成的无序系统中的量子信息处理和操纵。首先,我们证明了量子自旋玻璃系统中纠缠的产生和量子门的局域实现。在这样的系统中的纠缠达到显着高的值,淬火后的平均,并有一个稳定的正值为任意时间。具有长程相互作用的复杂系统,如离子链或偶极原子气体,可以用神经网络哈密顿量来建模。在这样的系统中,我们找到了猝灭平均纠缠的特征持续时间,也找到了它的恢复时间。
2005-07-18 cond-mat.dis-nn quant-ph
Thermalization in a periodically driven fully-connected quantum Ising ferromagnet
通过Floquet分析,我们研究了周期性横向场作用下全连通Lipkin-Ising铁磁体的量子动力学,结果表明稳态热化与$N\to \infty$经典哈密顿动力学性质密切相关.当动力学是遍历的,Floquet谱服从Wigner-Dyson统计,系统满足本征态热化假设(ETH):独立于初始状态,局部观测值松弛到$T=\infty$热值,Floquet态在希尔伯特空间中是离域的。相反,如果经典动力学是正则的,则不发生热化。我们进一步讨论了遍历性和动态相变之间的关系,我们的结果的相关性,其他完全连接的周期性驱动模型(如玻色-哈伯德),和实验实现的可能性的情况下,两个耦合的BEC。
2015-06-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Emergent Thermalization Thresholds in Unitary Dynamics of Inhomogeneously Disordered Quantum Systems
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
研究揭示不均匀无序量子系统中热化阈值的涌现,通过单元ary动力学分析不同无序强度下的热化行为。
2026-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Two-level quantum dynamics, integrability and unitary NOT gates
研究了周期和准周期电磁场与二能级量子系统相互作用的动力学性质。在含时磁场中,陀螺磁体的量子演化由经典运动方程精确描述。我们证明了这个经典系统是可积的作为一个结果的基本酉量子动力学。因此,对于周期性的情况:i)严格评估的有效性的行波近似(RWA)成为可能,甚至超越假设的共振和弱耦合(后者的条件也表明,遵循平均的方法); ii)我们确定的条件,实现量子非操作超越RWA,通过经典频闪映射。这些结果涉及量子光学、核磁共振和量子计算等不同领域。
2005-09-21 quant-ph
Classical representation of the dynamics of quantum spin chains
Université Côte d’Azur, CNRS, Centrale Med, Institut de Physique de Nice(尼斯蔚蓝海岸大学、法国国家科学研究中心、中央马赛学院、尼斯物理研究所)
针对量子自旋链,提出用经典连续时间马尔可夫链精确表示其动力学,通过平均经典过程实现量子动力学。
2026-06-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Knots and signal transmission in topological quantum devices
本文从拓扑理论的角度讨论了量子力学中信号传输的基本问题。利用纽结图和量子振幅之间的类比,我们计算了实现纽结拓扑的概念拓扑量子器件的传输系数。我们观察到,这个问题是在不同的方式类似于量子图上的传输。所需的传输或滤波特性可以通过改变器件的拓扑结构或外部参数来实现,在我们的模型中,外部参数控制拓扑相位。一个有趣的属性的传输系数是存在的“自平均”阶段,其中的传输系数的值是独立于所有的代表在一个选定的家庭的结。我们简要地讨论物理实现的概念设备。
2020-12-25 hep-th math-ph math.MP
Effects of colored noise on Landau-Zener Transitions: Two and Three-Level Systems
本文研究了经典高斯噪声作用下二能级和三能级系统中的朗道-齐纳跃迁。两个互补的限制的噪声被快速和缓慢的特征朗道-齐纳隧道时间进行了讨论。给出了转移概率长时间渐近的密度矩阵(Bloch)方程的解析解。证明了通过{ \it Bloch方程平均化}并将其简化为一个主方程,可以得到快噪声诱导/辅助的跃迁几率.与快噪声的情况相比,慢经典噪声诱导/辅助的LZ跃迁几率可以通过对Bloch方程的{ \it解}在噪声实现上求平均来获得.其结果是,转移概率由激活阿克里乌斯定律描述。布洛赫方程在有限时刻的近似解用菲涅耳积分表示,用干涉图样表示。我们讨论了SU(2)和SO(3)群之间的局部同构的后果,以及自旋动力学的薛定谔和布洛赫描述之间的联系。在此基础上建立了噪声影响下S=1/2和S=1跃迁几率之间的关系。讨论了利用慢噪声作为隧道时间探测器的可能性。
2013-06-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Inhomogeneous quenches and GHD in the $ν= 1$ QSSEP model
SISSA and INFN Sezione di Trieste(的里雅斯特科学高等研究院和意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部);Dipartimento di Fisica and INFN Sezione di Pisa(比萨大学物理系和意大利国家核物理研究所比萨分部)
本文首次将量子广义水力学应用于随机量子系统,通过研究非均匀淬火和域墙融化等场景,推导了准粒子占据函数的演化并计算了纠缠熵的统计特性。
2026-07-23 cond-mat.stat-mech quant-ph