Excited state search using quantum annealing
量子退火是寻找问题哈密顿量的基态的方法之一。在这里，我们提出了QA计划搜索任意激发态的问题哈密顿量。在我们的方案中，首先制备平凡哈密顿量的第$n$激发态，然后将其转换为目标哈密顿量的第$n$激发态.虽然我们的方案是通用的，我们可以搜索任何激发态，我们特别讨论了第一个激发态的搜索。作为比较，我们考虑了一个非绝热方案，以找到第一个激发态与非绝热跃迁的基态。通过求解Lindblad主方程，我们评估了退相干影响下的每个方案的性能。我们的结论是，只要量子比特的相干时间足够长，绝热方案比非绝热方案表现出更好的性能。这些结果在量子化学、量子模拟和后量子密码学等领域具有重要的应用价值。
2020-03-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Preparing Ground and Excited States Using Adiabatic CoVaR
本文通过引入目标 Hamiltonian 的绝热形变，解决了 CoVaR 方法依赖良好初始态的局限，使其在无热启动时也能成功制备基态和激发态，并可用于绘制低能谱。
2025-01-30 quant-ph
The moving crude adiabatic alternative to the adiabatic representation in excited state dynamics
在动态量子动力学中，电子表示的选择至关重要。绝热表示是有吸引力的，因为绝热状态很容易从量子化学包中获得。核波包，然后扩展高斯函数的基础上，遵循轨迹探索的势能面和近似的潜力，使用的绝热量的局部扩展。然而，绝热表示在涉及圆锥相交时受到严重的限制：对角Born-Oppenheimer修正（DBOCs）是不可积的，并且除非有模型，否则无法解释核波包的几何相位效应。为了克服这些困难，提出了移动原油绝热（MCA）表示，并成功地测试了低能量动力学的波包裙圆锥交叉。我们评估的MCA表示的情况下，非绝热过渡通过圆锥形的交叉点。首先，我们证明了在绝热表示中使用高斯基确实表现出上述困难，特别强调了正则化DBOC项的可能性。然后，我们表明，MCA确实能够正确地模拟非绝热转变。对双（亚甲基）金刚烷基阳离子和丁三烯阳离子的线性振动耦合模型进行了测试。
2022-04-29 physics.chem-ph quant-ph
Excited state preparation on a quantum computer through adiabatic light-matter coupling
University College London（伦敦大学学院）；University of Cambridge（剑桥大学）
提出一种利用电子-光子显式耦合的绝热态制备技术，用于低能亮激发态，可系统收敛到第一亮激发态并通过改变光子极化瞄准不同对称性扇区。
2026-05-28 physics.chem-ph quant-ph
Non-adiabatic quantum dynamics with fermionic subspace-expansion algorithms on quantum computers
本文提出结合量子子空间展开与最少切换面跳跃的激发态分子动力学框架，通过氢原子与氢分子碰撞反应模拟，证明只有同时捕捉强弱电子相关的方法才能正确描述非绝热效应。
2024-02-23 quant-ph
Extracting information from non adiabatic dynamics: excited symmetric states of the Bose-Hubbard model
利用傅里叶变换对幺正演化产生的时间序列进行处理，提取了典型实验中绝缘体-超流相变产生的低能激发对应的玻色-哈伯德模型的多体本征态.分析是在一个对称的外部势中进行的，既有无序又有无序.一个简单的分类兴奋的缺席障碍。假设系统中存在宇称对称性，使得多体量子态是对称的或反对称的。使用对称破缺技术，这些状态被分解为基本单粒子过程。
2011-07-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Improving approximate vacuum prepared by the adiabatic quantum computation
根据量子绝热定理，我们原则上可以从一个简单哈密顿量的平凡真空出发，得到一个量子系统的真真空。在有限时间长度和非无限小时间步长的绝热数字量子模拟中，我们只能得到一个近似真空，它被认为是真实真空和激发态的叠加。我们提出了一个程序来改善近似真空。
2022-04-08 quant-ph
Adiabatic Time Evolution in Spin-Systems
讨论了量子伊辛模型和各向异性海森堡模型中的绝热过程。绝热过程被假定为自旋系统周围磁场强度的缓慢变化。这些过程在光晶格中冷原子的处理和绝热量子计算中具有重要意义。我们确定的概率，在绝热通道从基态开始，具有较高的能量的状态被激发。
2003-09-02 quant-ph
Vibrationally highly excited trilobite molecules stabilized by non-adiabatic coupling
本文首次在铷-87中观测到高激发三叶虫里德伯分子的振动态，通过非绝热耦合抑制衰变，实现稳定，并首次直接测量超越玻恩-奥本海默物理。
2025-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Enhanced Excited State Population and Coherence via Adiabatic Tunneling Ionization and Excitation
Kennesaw State University（肯尼索州立大学）
本研究通过绝热隧穿电离和激发方法，显著增强激发态人口和相干性，为强场化学控制和激光应用提供新框架。
2025-05-28 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic frequency conversion of quantum optical information in atomic vapor
我们通过实验证明了一种量子通信协议，该协议能够以绝热的方式实现量子光学信息的频率转换和路由，从而具有鲁棒性。该协议是基于电磁感应的透明性在系统中具有多个激发级：不同的信号模式之间的光学状态的传输和/或分布是通过动态地改变控制字段来实现的。使用铷D1线的超精细水平进行原理验证实验。
2007-05-26 quant-ph
Exponential complexity of an adiabatic algorithm for an NP-complete problem
在初始哈密顿量是基态的补子空间上的投影的情况下，我们证明了量子绝热算法的3-可满足性中基态和第一激发态之间能隙大小的解析表达式.对于大的问题大小的差距呈指数下降，因此所需的运行时间也呈指数。
2006-02-20 quant-ph
Extending Non-Perturbative Simulation Techniques for Open-Quantum Systems to Excited-State Proton Transfer and Ultrafast Non-Adiabatic Dynamics
本文将矩阵乘积态方法扩展至开放量子系统（TEDOPA），用于研究激发态质子转移及强激光驱动下的超快非绝热动力学，实现了对耗散效应的精确量子模拟。
2024-05-14 physics.chem-ph quant-ph
Unified adiabatic and diabatic excited-state description via the ensemble-variational quantum eigensolver
ICGM, Univ Montpellier, CNRS, ENSCM（蒙彼利埃大学、法国国家科学研究中心、国立高等化学学校）
本文提出了一种基于集合变分量子特征求解器的方法，用于统一处理绝热和非绝热激发态问题，并展示了如何扩展该方法以处理三个或更多耦合电子态的模型。
2026-05-20 quant-ph
Reliable Information Transmission along QCA Wires in the Presence of Non-Adiabatic Transitions
量子点元胞自动机（QCA）计算方案使用量子点阵列作为计算设备。通常，这些通过将阵列保持在其基态来理想地操作，以确保正确的计算输出。对于大型QCA电路，热波动使这成为不可能，因此绝热时钟已被提出作为将大型电路计算划分为更可靠的子电路计算的手段。在这份报告中，它表明，导线和逆变器可以正确地传输信息，通过他们的激发态，以及他们的基态。对一个4单元导线的特征实例进行了模拟，并给出了理论推导。当哈密顿量中包含非最近邻相互作用时，这一结果仍然成立。另一方面，QCA多数门和更复杂的电路在激发态下工作时给出不正确的结果。这些结果表明，可靠的QCA电路的门应该包含在较小的时钟区，而电线中继信息可以包含在较大的时钟区。
2017-04-11 quant-ph
Phase-covariant cloning via adiabatic passage in fiber-nanocavity system
提出了一种在光纤-纳米腔系统中通过绝热通道实现两个量子比特间远程量子态相位协变克隆的有效方案。由于在整个过程中没有腔（光纤）光子或氮空位（NV）中心的激发能级被填充，因此该方案不受腔（光纤）衰减和NV中心自发发射的影响。严格的数值模拟表明，保真度是高的，即使在现实的缺陷存在。
2017-09-22 quant-ph
Validity of rotating wave approximation in non-adiabatic holonomic quantum computation
我们检验了旋转波近似（RWA）在非绝热完整单量子比特门中的有效性[New J. Phys. { \bf 14}，103035（2012）]。我们证明，采用RWA可能会导致急剧下降的保真度快速门的实施和小能量之间的分离的激发态和计算态。研究了RWA在超导量子比特的非绝热完整量子计算的最近实验实现[Nature（London）{ \bf 496}，482（2013）]中的有效性。
2013-11-21 quant-ph
Quantum adiabatic evolutions that can't be used to design efficient algorithms
量子绝热计算是一种新的量子算法设计范例，通常用于求经典函数的极小值。本文证明了，如果具有内插路径的量子绝热演化的初始哈密顿量太简单，则这种量子绝热演化的基态与第一激发态之间的最小能隙是一个反指数距离。因此，这种量子绝热演化不能用来设计有效的量子算法。类似地，我们证明了具有简单最终哈密顿量的量子绝热演化也有很长的运行时间，这表明某些函数不能被任何具有插值路径的量子绝热演化有效地最小化。
2006-04-12 quant-ph
Adiabatic preparation without Quantum Phase Transitions
许多物理上有趣的模型表明，当单个参数变化通过临界点时，基态和第一激发态变为简并，此时会发生量子相变。当该参数作为耦合常数出现时，这些模型可以理解为不同哈密顿量$H_{\rm I}$和$H_{\rm F}$之间的直线插值。然而，对于有限尺寸的实现，在基态和第一激发态之间通常将存在有限的能隙。通过缓慢地改变通过具有最小能隙的点的耦合常数，从而具有从$H_{\rm I}$的基态准备$H_{\rm F}$的基态的绝热算法。绝热定理意味着，为了获得良好的制备保真度，运行时$τ$应该与能隙的倒数成比例，从而也与系统大小成比例。此外，对于开放量子系统，不仅可能发生非绝热激发，而且可能发生热激发。结果表明，-仅使用局部哈密顿-一维量子伊辛模型和集群模型在横向场的传统直线路径可以取代一系列的直线插值，沿其基本能隙总是大于一个常数的系统大小无关。绝热量子算法和量子相变之间存在着很强的相似性，因此这些结果对于绝热量子计算是有意义的。
2008-09-24 quant-ph
Eigenlevel statistics of the quantum adiabatic algorithm
研究了3-可满足性问题的量子绝热算法的本征能级谱，重点研究了单解情形。的基态和相关的间隙，决定算法的运行时间至关重要的属性，被发现是远离随机矩阵理论的预测。基态和第一激发态之间的能隙分布显示出大量的小能隙。另一方面，来自光谱中心部分的本征态可以用随机矩阵理论很好地描述。
2005-12-02 quant-ph
Adiabatic time evolution of highly excited states
本文证明量子多体瘢痕（一种高激发态）虽无能隙保护，仍适用于绝热时间演化，其在0.99保真度下表现类基态，且一维模型的绝热变换最大速度随系统尺寸呈幂律递减，优于热态和局域态的指数递减，为同时操控整座类基态塔提供了灵活性。
2024-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Optimizing Quantum Adiabatic Algorithm
在量子绝热算法中，当绝热参数$s(t)$以有限的速率从0缓慢变化到1时，不可避免地会发生向激发态的跃迁，从而导致本征计算误差。我们表明，这种计算误差不仅取决于总的计算时间$T$，但也对绝热参数$s(t)$的时间导数在开始和结束的演变。以前的工作（物理修订版A \textbf{82}，052305）也提出了这一结果。通过六种典型的绝热路径，我们系统地展示了如何优化设计绝热路径以减少计算误差。我们的方法有一个清晰的物理图像，也解释了计算误差的模式。本文主要研究量子绝热搜索算法，虽然我们的结果是一般性的。
2015-11-24 quant-ph
Adiabatic Quantum Computing
绝热量子计算（AQC）最初是作为一种解决优化问题的方法，并已发展成为量子计算标准电路模型的重要通用替代方案，与经典和量子复杂性理论以及凝聚态物理都有着深刻的联系。在这篇评论中，我们给出了该领域的主要理论发展的帐户，而专注于封闭系统的设置。该综述围绕一系列主题进行组织，这些主题对于理解AQC的基本原理、其算法成就和局限性以及其在计算复杂性理论的更一般设置中的范围至关重要。我们提出了几个变种的绝热定理，AQC的基石，我们给出了明确的AQC算法，表现出量子加速的例子。本文综述了AQC普适性的几种证明以及相关的哈密顿量子复杂性理论。最后，我们花了相当大的篇幅来讨论Stoquastic AQC，这是迄今为止大多数AQC工作的背景，在那里我们讨论了成功的障碍及其可能的解决方案。
2018-02-02 quant-ph
High-fidelity multiqubit Rydberg gates via two-photon adiabatic rapid passage
我们提出了一个强大的协议，用于实现高保真多量子比特控制相位门$(C^kZ)$的中性原子量子比特耦合到高激发里德堡态。我们的方法是基于延长绝热快速通过双光子激发通过一个短暂的中间激发态常见的碱金属原子里德伯实验，占自发衰变和差分AC斯塔克位移从超精细激发态的完整的流形的全部影响。我们评估和优化门的性能，得出的结论是，对于Cs和目前可用的激光频率和功率，$CCZ$门与保真度$\mathcal{F}>0.995$为三个量子位和$CCCZ$与$\mathcal{F}>0.99$为四个量子位是可实现的$\sim 1.8$ ~ $μ$通过该协议。未来的技术可以获得更高的精度，我们的研究结果突出了中性原子阵列在多量子位幺正本机实现中的实用性。
2022-06-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
De-Signing Hamiltonians for Quantum Adiabatic Optimization
由非随机哈密顿算子驱动的量子涨落已经被证明是实现绝热优化的量子优势的一个重要的，也许是必不可少的成分。我们引入了一个变换，通过适当调整计算基础中每个矩阵项的相位，将每个以经典哈密顿函数结束的非随机绝热路径映射到相应的随机绝热路径。我们比较了这些绝热路径的光谱间隙，发现无论是理论上还是数值上，基于非随机哈密顿量的路径在基态和第一激发态之间具有一般较小的光谱间隙，这表明它们在量子绝热优化中不如随机哈密顿量有用。这些结果适用于任何绝热算法，插值到一个最终的哈密顿量是对角线的计算基础。
2020-09-17 quant-ph
Quantum gates and multi-particle entanglement by Rydberg excitation blockade and adiabatic passage
我们提出利用受激绝热过程将原子从基态转移到里德伯激发态。几微米远的原子经历里德伯态之间的偶极-偶极相互作用，这种相互作用足够强，可以改变原子共振，抑制多个原子的激发。我们发现，在这种相互作用的存在下，两个原子之间的绝热通道导致强大的最大纠缠态的创建和两位量子门。对于许多原子，激发阻断导致集体自旋和Jaynes-Cummings类哈密顿量的有效实施，我们表明，绝热通过可以用来产生集体Jx=0本征态和Greenberger-Horne-Zeilinger态的几十个原子。
2008-02-25 quant-ph
Different Strategies for Optimization Using the Quantum Adiabatic Algorithm
我们提出了一个数值研究的结果，与20量子比特，随机生成的MAX 2-SAT的实例的量子绝热算法的性能与一个独特的分配，最大限度地满足条款的数量。在量子进化结束时获得该分配的概率衡量算法的成功。在这里，我们报告了三种策略，不断增加的成功概率最难的情况下，在我们的合奏：减少总的演化时间，初始化系统的激发态，并添加一个随机的本地哈密顿量的中间的演变。
2014-01-28 quant-ph
Quasiclassical approach to quantum quench dynamics in the presence of an excited-state quantum phase transition
用准经典方法研究了量子系统在其控制参数发生突变（量子猝灭）后的动力学行为。最近的工作表明，使用精确的量子力学方法，量子猝灭后的平衡表现出特定的特点，在激发态量子相变的存在。在本文中，我们证明，这些功能可以理解从经典的维格纳函数在相空间中的演变。
2021-02-17 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity using flow fields
$\textit{shortcut to adiabaticity}$是一种以任意速度产生绝热演化的方法。捷径已经开发了量子，经典和（最近）随机动力学。捷径可能涉及$\textit{counterdiabatic}$哈密尔顿算子，使系统始终遵循绝热演化，或者它可能利用$\textit{fast-forward}$势，使系统在过程结束时返回绝热路径。我们开发了一个通用的框架，用于构建快捷方式绝热从$\textit{flow fields}$描述所需的绝热演化。我们的方法包括量子，经典和随机动力学，并提供了令人惊讶的紧凑的表达式为counterdiabatic哈密顿和快进潜力。我们说明了我们的方法与模型系统的数值模拟，我们比较我们的捷径与以前获得的结果。我们还考虑了我们的量子和经典捷径之间的半经典联系。我们的方法，像以前的作者开发的快进的方法，是容易受到奇点时，应用到量子系统的激发态，我们提出了一个简单，直观的标准来确定这些奇点是否会出现，对于一个给定的激发态。
2017-10-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Adiabatic Tracking of a State: a New Route to Nonequilibrium Physics
本文提出了一种新的数值方法来跟踪量子系统对外部微扰的响应，该方法在密度矩阵重整化群技术的框架下，在Aharonov-Bohm磁通量存在的情况下，跟踪了一维相互作用费米子的载流态.这个协议允许我们进入高度激发态。我们还讨论了这些激发态与纠缠熵的关系。
2013-09-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum geometry and adiabaticity in molecules and in condensed matter
本文研究了绝热演化中一般可观测量的量子几何修正项，并利用量子几何为分子和凝聚态物质中的极化率、红外张量、旋转 g 因子及磁化率等可观测量给出了比 Kubo 公式更紧凑的推导与表达。
2025-05-07 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Electronic Band Structure of Silicon Determined via a Variational Adiabatic Eigensolver: Theory and Experiment
Zhejiang University（浙江大学）；Tencent Quantum Laboratory, Tencent（腾讯量子实验室）；Tianjin Normal University（天津师范大学）
提出变分绝热本征求解器协议，结合绝热演化与变分优化，在NISQ设备上高保真制备硅的价带和导带本征态，能带能量偏差低于0.01 eV。
2026-06-16 quant-ph
Entangling problem Hamiltonian for adiabatic quantum computation
绝热量子计算开始于将计算问题嵌入到哈密顿量中，该哈密顿量的基态编码问题的解。这个问题的哈密顿量，$H_{\rm p}$，通常被选择为在计算基中是对角的，即量子位的乘积基。我们指出，$H_{\rm p}$可以选择为非对角的计算基础。更准确地说，我们展示了如何构造$H_{\rm p}$，以这样一种方式，它的所有激发态纠缠的量子比特张量积结构，而基态仍然是产品的形式和编码的解决方案的问题。我们讨论了如何纠缠问题的哈密顿可以提高绝热量子计算的性能。
2020-03-04 quant-ph
Adiabatic passage and ensemble control of quantum systems
本文研究了受经典电场控制的有限量子梯本征态间的布居转移。使用适当的变量的变化，我们表明，这种设置可以设置在绝热通道，这是已知的，以促进量子系统的系综控制的框架。基于这一认识，我们提出了一个数学证明的鲁棒性的控制协议-啁啾脉冲-实践的实验驱动量子系统的合奏从基态到最激发态。然后，我们提出了新的绝热控制协议，使用一个单一的啁啾和振幅整形脉冲，鲁棒地执行本征态种群的任何排列，在一个系综的系统与糟糕的已知耦合强度。这样的绝热控制协议示出的模拟实现所有24个排列的4级阶梯。
2010-12-24 quant-ph
Complete transfer of populations from a single state to a pre-selected superposition of states using Piecewise Adiabatic Passage: Experiment
我们证明了一种从单量子态到相干叠加态的绝热布居转移方法。传输是用飞秒脉冲执行的，以简单直观的方式进行光谱整形，不需要迭代反馈控制回路。与非绝热激发方法相比，我们的方法对激光强度的精确值不敏感。我们证明了布居转移是完全的，并分析了控制激发本征态的相对相位和振幅的可能性。我们讨论了所提出的控制方法的局限性，由于动态电平的变化，并建议减少其影响的方法。
2009-09-05 quant-ph
Excited-state quantum phase transitions
本文综述了具有有限个集体自由度的相互作用多体系统中的激发态量子相变效应。我们分类典型的ESQPT签名的能量本征态的光谱相对于基本的经典动力学，并概述了各种量子系统中，它们发生。我们描述的ESQPT的热力学和动力学后果，像那些在微正则热力学，量子淬火动力学，并在响应近绝热或周期性驱动。我们暗示在周期晶格和共振隧穿系统的ESQPT概念的一些概括。
2021-02-11 quant-ph
Generation of many-particle entanglement in an ion trap by adiabatic ground-state transitions
本文讨论了双色激光场与离子阱中多粒子纠缠的产生。结果表明，在一个时间平均的，粗粒度的图片系统可以映射到一个自旋系综与可控的集体相互作用。激光参数的绝热变化允许从多粒子哈密顿量的可分离本征态到纠缠本征态的转移。特别感兴趣的是在基态的过渡，在某些情况下对应于量子相变。如果在基态和第一激发态之间始终保持足够大的能隙，则可以显著降低退相干机制的影响。
2003-01-06 quant-ph
Adiabatic Quantum Zeno Dynamics of Bosonic Atom Pairs with Large Inelastic Losses
我们报道了在近共振激光驱动下，紧束缚在光晶格中的二能级原子对的非厄米动力学的实验研究。虽然对于长寿命的激发态，自发发射可以忽略不计，但两体耗散来自于处于激发态的两个原子之间的强非弹性碰撞。我们证明了准绝热控制的内部状态的对在量子芝诺制度的非弹性损失占主导地位。准备每个原子对中的最长寿命的本征态的非厄米哈密顿描述的耗散动力学，我们测量的寿命提高了两个以上的数量级相比，裸露的两体寿命。所测量的增强因子与所制备的"非厄米缀饰态"的预期寿命定量一致。
2022-07-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor
绝热量子计算使得能够制备多体基态。这对于化学、材料科学等领域的应用至关重要。实现带来了重大的实验挑战：直接模拟实现需要复杂的哈密顿工程，而数字化版本需要深量子门电路。为了绕过这些障碍，我们提出了一个绝热变分混合算法，它采用短量子线路，并提供了一个系统的量子绝热优化的电路参数。量子绝热定理不仅保证了基态的存在，而且保证了激发态的存在.本文首次从实验上证明了在多量子位超导协处理器的辅助下，绝热变分算法可以有效地制备多体本征态.我们跟踪的实时演化的地面和激发态的横向场伊辛自旋的保真度，可以达到约99%。
2019-05-08 quant-ph
Cavity QED implementation of non-adiabatic holonomies for universal quantum gates in decoherence-free subspaces with nitrogen-vacancy centers
提出了一种在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算的腔QED方案，其中氮空位中心与微球腔的回音壁模共耦合，在微球腔中的量子比特上可以实现一组通用的量子门.在我们的实现中，在适当的驱动场的辅助下，量子演化对仅虚激发的腔场态不敏感。利用氮空位中心的Λ型三能级构型中的光学跃迁，所实现的非绝热完整性可以用于在编码的逻辑量子比特上构造通用的量子门集合。因此，我们的方案开辟了在具有长相干时间的固态自旋上实现具有腔辅助相互作用的普适完整量子计算的可能性。
2015-05-20 quant-ph
Adiabatic transport of neural network quantum states
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Flatiron Institute（平顿研究所）；New York University（纽约大学）；Boston University（波士顿大学）
本文提出一种通过绝热延续简单哈密顿量本征态来构建神经网络多体激发态的第一性原理方法，可精确估计临界指数并并行计算激发态性质，助力大规模研究物质相普适性质。
2026-09-22 cond-mat.dis-nn quant-ph
Robust quantum logic in neutral atoms via adiabatic Rydberg dressing
我们研究了一种基于Rydberg封锁机制在两个中性原子量子比特之间实现受控Z（CZ）门的方案，该方案对原子运动引起的误差具有鲁棒性。通过对基态电子态进行绝热修整，我们可以防止由于原子热运动而产生的随机相位误差引起的门的退相干。此外，绝热协议允许无多普勒配置，其涉及$σ_+/σ_-$正交偏振几何结构中的反向传播激光器，这进一步减少了由于多普勒频移引起的运动误差。当阻断不完全时，双激发里德伯原子的偶极-偶极力对剩余运动误差起主导作用。对于合理的参数，量子比特编码到$^{133}$ Cs的时钟状态中，我们预测我们的协议可以在$<10$ $μ$ s中产生一个CZ门，错误概率为$10^{-3}$的数量级。
2015-02-23 quant-ph
The relationship between minimum gap and success probability in adiabatic quantum computing
我们探讨了绝热量子计算过程中的两个品质因数之间的关系：成功概率$P$和最小间隙$Δ_{min}$之间的基态和第一激发态，调查在何种程度上的成功概率为一个合奏的问题哈密顿量可以通过一个函数的$Δ_{min}$和计算时间$T$。我们研究了一个通用的绝热算法，并表明$P$和$Δ_{min}$的分布中存在丰富的结构。在两个量子比特的情况下，$P$是$Δ_{min}$的函数、最小值出现的演化阶段的函数以及$T$的函数的良好近似。这种结构在大型系统的例子中仍然存在。
2012-08-31 quant-ph
Adiabatic Computation - A Toy Model
我们讨论了绝热量子计算的一个玩具模型，它显示了一些在更现实的实现中预期的唯象性质。该模型有两个自由参数：绝热演化参数$s$和模拟经典计算问题中多变量约束的参数$α$。提出的模型提出，在$s-α$平面，一个线的一级量子相变，结束于一个二级点。讨论了计算复杂度与量子相变发生的关系。我们分析了基态和第一激发态在量子相变附近的行为，以及基态的能隙和纠缠度。
2006-06-23 cond-mat.other quant-ph
Non-adiabatic Effects in the Braiding of Non-Abelian Anyons in Topological Superconductors
拓扑量子计算中的量子比特是由非阿贝尔任意子构建的。任意子的绝热编织被利用作为拓扑保护的逻辑门操作。因此，定义量子统计概念的绝热性在定义非阿贝尔任意子中起着基本的作用。利用含时Bogoliubov-de Gennes方程研究了拓扑超导体中Ising型任意子（即Majorana费米子）的非绝热效应.利用这种形式，我们考虑非阿贝尔统计的非绝热修正：（1）任意子的隧穿分裂施加额外的动力学相位的基态的变换;（2）过渡到激发态，这是潜在的破坏性的非阿贝尔统计，因为非本地费米子占领可以被破坏这样的过程。然而，如果束缚态是局域的，并且与任意子编织在一起，那么一旦考虑到这些状态中的费米子宇称，适当地推广马约拉纳算子的定义，就可以恢复非阿贝尔统计。另一方面，如果激发态扩展到整个系统并形成连续统，则局域费米子宇称的概念不再成立。然后，我们定量描述在这种情况下引入的错误。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Excited-state molecular dynamics simulation based on variational quantum algorithms
我们提出了一种基于变分量子算法的激发态分子动力学模拟方法，其计算成本与基态模拟相当。我们利用了在限制变分量子本征求解器计算中激发态可以作为亚稳态得到的特点，采用了一种硬件高效的计算器。为了证明该方法的有效性，对H2和CH2NH分子的S1激发态进行了分子动力学模拟。计算结果与S1态的精确绝热模拟结果一致，但CH2NH体系在通过圆锥交叉点后出现了非绝热跃迁.
2022-11-04 physics.chem-ph quant-ph
Superadiabatic population transfer in a three-level superconducting circuit
量子态的绝热操纵是现代量子信息处理的重要手段。在这里，我们证明了在三能级超导传输子电路的绝热布居转移的加速，抑制寄生的非绝热激发与额外的双光子微波脉冲。我们将这种超绝热方法应用到受激拉曼绝热过程中，实现了量子线路从基态到第二激发态的快速而稳健的布居转移。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manipulating nanoscale atom-atom interactions with cavity QED
本文从理论上探讨了利用腔量子电动力学（CQED）对纳米尺度上激发态原子与基态原子相互作用的调控。我们发展了一种绝热分子缀饰态形式，并证明了在腔中基态原子和长寿命激发态原子之间产生Fano-费什巴赫共振是可能的。的共振示出出现由于非绝热耦合附近的伪交叉之间的修饰状态的潜力。我们说明了我们的结果与模型研究使用费米$^{171}$ Yb原子在双模腔。该研究对利用腔场调控低能原子间相互作用具有重要意义。
2016-09-12 physics.atom-ph quant-ph
Exponential Complexity of the Quantum Adiabatic Algorithm for certain Satisfiability Problems
我们确定了几个约束满足问题的复杂性，使用量子绝热算法在其最简单的实现。我们这样做，通过研究的间隙的大小依赖于第一激发态的“典型”的情况。我们发现，在大尺寸N下，我们研究的所有模型的复杂性都呈指数级增长。我们还比较了我们的结果对类似的经典算法WalkSAT的复杂性，并表明，困难的问题是经典算法的困难，它也是量子绝热算法。
2011-12-29 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
Adiabatic elimination in quantum stochastic models
我们考虑一个通过量子随机微分方程耦合到玻色子储层的物理系统。当耦合强度趋于无穷大时，我们研究了该模型的极限。证明了在此极限下量子随机微分方程的解强收敛于极限量子随机微分方程的解。在极限动力学中，激发态被去除，而基态直接耦合到库。
2007-12-06 math-ph math.MP quant-ph
Adiabatic dynamics in a spin-1 chain with uniaxial single-spin anisotropy
研究了自旋为1的各向异性XY链通过二级量子相变的绝热量子动力学。通过对单轴单自旋各向异性进行淬火，使系统脱离平衡，该各向异性应该随时间线性变化。我们表明，对于足够大的系统尺寸，淬火后的过剩能量承认一个非平凡的标度行为，是不可预测的标准Kibble-Zurek参数孤立的临界点或扩展的临界区域。这是由于在整个连续的临界点线内，许多可接近的低激发态的竞争效应。
2009-03-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Sonic horizons and causality in the phase transition dynamics
一个系统逐渐驱动通过一个破缺相变是服从Kibble-Zurek机制（KZM）。由于临界慢化，其状态不能遵循局域平衡，并且其演化在临界点附近变得非绝热。在最简单的近似中，该阶段可以被视为“脉冲”，其中系统的状态保持不变。它导致正确的KZM标度律。然而，这种“冻结”可能表明，新生的序参量的相干长度保持不变的临界区域被遍历。相比之下，最初基于空腔的讨论强调了{ \it声波视界}的作用：对称性破缺相的区域可以以受相关声速限制的速度扩展。这种效应在量子伊辛链中得到了证明，其中动力学指数$z=1$和由跃迁激发的准粒子具有固定的声速。为了阐明声视界的作用，本文研究了两个具有$z>1$的系统，其中声速不再是固定的，并且最快激发的准粒子设置了声视界的大小。它们的有效速度随着过渡时间的增加而衰减。在极端情况下，动力学指数$z$可以发散，例如在随机伊辛链的格里菲斯区域中，当穿过临界区域时，激发准粒子的局部化冻结了相关范围的增长。特别令人感兴趣的是$z<1$的一个例子--长程扩展伊辛链，在那里，小动量的激发准粒子的速度没有上限。最初，幂律尾部的关联函数增长绝热，但在非绝热阶段，它落后于绝热演化-符合广义Lieb-Robinson界限。
2020-04-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Universal Approach to Quantum Adiabaticity via Ancilla Cavity
绝热量子算法成功实现的核心挑战是在整个演化过程中保持量子绝热性。然而，相互作用的多体系统的基态和激发态之间的能隙通常随着量子比特的数量而迅速减小，并且量子绝热性会严重受损。尽管许多以前的努力，一个实用的方法来保持量子绝热性尚未开发。在这里，我们提出了一个通用的方法来提高量子绝热性通过腔或电路QED。通过将绝热量子计算机耦合到辅助腔，耦合系统可以表现出具有分叉点的时间演化变得非常缓慢的非线性区域。利用这些一般的非线性特征，我们表明，能隙的绝热量子计算机可以定位之间的分歧点，这将导致强烈增强的量子绝热性。然后，我们将这种方法应用到一个量子二能级系统，一个精确覆盖问题，和一个横向场伊辛模型。与以前的工作相比，这种方法不需要量子系统的光谱知识或非物理相互作用的构建，并且可以应用于各种各样的绝热量子过程。
2018-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generating nonequilibrium stationary state from ground state condensate through an almost-adiabatic cycle
研究表明，在准一维盒阱中，弱相互作用玻色粒子的基态可以通过绝热循环操作转变为激发定态，这种绝热循环操作涉及到相互作用强度的猝灭：在循环过程中施加一个尖锐的杂质势，并改变其强度，诱导出一个呈现布居数反转的非平衡定态.这个过程是稳健的，因为所得的稳态几乎与循环的细节无关，例如杂质的位置，只要循环离临界区域足够远。粒子数反转失败的情况下，由于强粒子间的相互作用也检查。
2019-12-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
