Semiclassical fast-forward shortcuts to adiabaticity
在通往绝热性的快进量子捷径中，设计的势$U_{FF}(q,t)$引导波函数在有限时间$τ$内从初始哈密顿量$\hat H(0)$的第$n$个本征态演化到最终哈密顿量$\hat H(τ)$的第$n$个本征态。以前提出的构建$U_{FF}$的策略（在没有特殊对称性的情况下）限于基态，$n=0$。我们开发了一种方法，克服了这一限制，从而大大扩大了这一捷径绝热性的适用性，我们用数值模拟说明其有效性。半经典分析提供了洞察力，并与类似的经典快进方法建立了密切的对应关系。
2021-01-14 quant-ph
Enantio-specific state transfer of chiral molecules through enantio-selective shortcut-to-adiabaticity paths
提出一种基于对映选择性捷径到绝热路径的方法，通过不变量逆工程实现手性分子循环三能级系统的快速对映特异性态转移。
2023-01-09 quant-ph
Hamiltonian engineering for adiabatic quantum computation: Lessons from shortcuts to adiabaticity
讨论了绝热性捷径（STA）在绝热量子计算中的应用。本文从作者个人的观点出发，回顾了STA的基本性质和研究现状，并将其应用于Grover问题的绝热算法。讨论了两种可能的STA实现方法：量子绝热速降线方法和基于Lewis-Riesenfeld不变量的逆工程方法。
2019-03-04 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity: concepts, methods, and applications
绝热性（STA）的捷径是快速路线的最终结果的缓慢，绝热变化的控制参数的系统。这些捷径是由一套适用于不同系统和条件的分析和数值方法设计的。将STA方法应用于量子系统的动机是在比退相干时间更短的时间尺度上操纵它们。因此，在原子、分子和固态物理学中，绝热性的捷径已经成为制备和驱动内部和运动态的工具。应用范围从基于门或模拟范例的信息传输和处理到干涉测量和计量。用于控制参数的STA路径的多样性可用于增强对噪声和扰动的鲁棒性或优化相关变量。由于绝热性是一种普遍的现象，STA方法也扩展到量子世界以外的光学器件，经典力学系统和统计物理。绝热性的捷径与其他概念和技术结合得很好，特别是与最优控制理论，并提出基本的科学和工程问题，如寻找速度限制，量化第三定律，或确定过程能源成本和效率。本文综述了绝热性研究的概念、方法和应用，展望了绝热性研究的前景，并提出了有待解决的问题和挑战。
2019-11-08 quant-ph
Dynamical invariant formalism of shortcuts to adiabaticity
我们给出了一个教学介绍动力学不变的形式主义的捷径绝热。对于给定的待定系数哈密顿算子形式，引入动力学不变量设计系数。我们将讨论如何使我们能够实现绝热动力学的方法，并描述一个关系的反绝热形式主义。动力学不变量的方程采用熟悉的形式，并且经常用于物理学的各个领域。我们介绍了拉克斯对，量子速降线和流动方程的例子。
2022-09-09 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity for quantum annealing
我们研究了带横场项的伊辛哈密顿量来模拟量子退火。利用绝热性的捷径，我们设计了哈密顿量的时间依赖性。通过平均场近似得到了系统的动力学不变量，并利用反工程方法设计了系统的哈密顿量。我们表明，物理量的时间依赖性，如磁化强度是独立的速度的哈密顿量的变化在无限程模型。我们还表明，旋转的横向磁场是有用的，以实现理想的时间演化。
2017-01-11 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity in three-level systems using Lie transforms
加速协议（绝热性的捷径），驱动系统快速到相同的人口比一个缓慢的绝热过程可能涉及哈密顿条款难以实现在实践中。我们使用动力学对称的哈密顿找到，通过李变换，替代哈密顿，实现相同的目标，没有问题的条款。我们将这种技术应用于三能级系统（两个相互作用的玻色子在一个双井，和分束器的两个和三个输出通道）驱动的哈密顿属于四维代数U3S3。
2014-03-11 quant-ph
Environment-Assisted Shortcuts to Adiabaticity
不变性是相关量子系统所表现出的对称性。受这种“量子生命事实”的启发，我们提出了一种新的绝热性捷径方法，该方法使系统能够始终通过绝热流形进化，仅通过控制环境。作为主要结果，我们构建了一个家庭的任意尺寸的复合状态的驱动环境，使这种动态的独特形式。我们比较了这种环境辅助技术与反绝热驱动的成本，并说明了我们的结果为两个量子比特模型。
2021-10-13 quant-ph
Robustness of Enhanced Shortcuts to Adiabaticity in Lattice Transport
本研究针对绝热捷径（STA）适用系统受限、稳定性不足的问题，提出增强型绝热捷径（eSTA）方法，通过光晶格快速原子输运的数值实验验证，证实其相比STA具有更高保真度和更强的误差鲁棒性。
2025-10-29 quant-ph
Energy consumption for Shortcuts To Adiabaticity
绝热性的捷径使系统在较短的时间内达到缓慢绝热过程的结果。我们建议量化的“能源成本”的捷径的能源消耗的系统放大，包括控制设备。可以明确地描述系统和控制装置的动力学的机械模型示出了用于消耗的宽范围的可能值是可能的，包括当摩擦可以忽略时的零（高于绝热能量增量），并且作为负功率释放的能量通过完美的再生制动被存储和恢复。
2017-08-21 quant-ph
Experimental Determination of Electronic States via Digitized Shortcut-to-Adiabaticity and Sequential Digitized Adiabaticity
在超导量子器件中实现了数字化绝热性捷径（STA）和连续数字化绝热性的组合，以确定两个示例系统（H2分子和拓扑Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型）中的电子态。对于H2，选择短的核间距作为起始点，在该起始点处，通过数字化STA获得基态和激发态。从这一点出发，建立了一系列的核间距。在每个距离的本征态依次确定从那些在前一个距离通过数字化绝热，导致的势能景观H2。将同样的方法应用于BHZ模型，沿着第一布里渊区的X-Γ-X线切割，得到了很好的价带和导带。并对该方法进行了数值模拟，成功地提取了3 ~ 6个原子长度的氢链的基态。
2021-06-18 quant-ph
Connection between inverse engineering and optimal control in shortcuts to adiabaticity
利用最优控制理论和绝热性捷径（STA）技术研究了快速高保真量子控制。三个具体的例子，包括冷原子的谐波陷阱，原子运输的移动谐波陷阱，并在耗散的存在下自旋动力学的膨胀，明确详细。使用OCT作为一个定性的指导，我们演示了STA协议设计的逆向工程方法，可以接近非常高的精度最优解建立的物理约束，通过适当的选择插值函数和可调参数的数量非常少。
2021-01-09 quant-ph
Noise Sensitivities for an Atom Shuttled by a Moving Optical Lattice via Shortcuts to Adiabaticity
我们发现噪声灵敏度（即，能量相对于噪声扰动的二次项），该粒子通过光晶格穿梭，该光晶格根据捷径到绝热性传输协议移动。噪声影响不同的光晶格参数，陷阱深度，位置和晶格周期性，被认为是。我们发现通用表达式的灵敏度为任意的噪声谱，但专注于白噪声限制作为一个基本的参考，和Ornstein-Uhlenbeck噪声占非零相关时间的影响。
2020-02-10 quant-ph
Speed-up Quantum Perceptron via Shortcuts to Adiabaticity
量子感知器是量子机器学习的基本构建块。这是一个多学科领域，将量子计算的能力，如状态叠加和纠缠，结合到经典的机器学习方案中。受绝热性捷径技术的启发，我们提出了一种加速量子感知器，其中感知器上的控制场被逆向工程，从而导致具有S形激活函数的快速非线性响应。这导致更快的整体感知器性能相比，准绝热协议，以及在增强的鲁棒性对控制的缺陷。
2021-08-22 quant-ph
Multiple Schrödinger pictures and dynamics in shortcuts to adiabaticity
一个薛定谔方程可以通过幺正算符变换成不同相互作用图中的动力学方程，这些相互作用图与它共享一个共同的物理框架，即，相同的潜在相互作用、过程和动力。与这种标准情况相反，其他关系也是可能的，例如一个共同的相互作用图像动力学方程对应于代表不同物理的几个薛定谔方程。这可能使我们能够为先验困难或不可能执行的操作设计替代和可行的实验路线。这个概念的力量体现在工程哈密顿，提高性能或实现几个捷径绝热。
2011-12-23 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity: Suppression of pair production in driven Dirac dynamics
在有限时间内实现有效的绝热动力学是现代物理学几乎所有领域的普遍目标。所谓绝热性的捷径是指一套方法和技术，允许在短时间内产生与绝热无限慢过程相同的最终状态。在目前的工作中，我们推广这些方法之一-快进技术-驱动狄拉克动力学。作为一个主要的结果，我们发现，快捷方式的$(1+1)$维狄拉克方程的可解性的组合，标量和赝标势。我们的研究结果说明了两个解析可解的例子，即带电粒子驱动空间均匀和线性矢量场。
2015-12-09 quant-ph
Shortcuts to Adiabaticity for Fast Qubit Readout in Circuit Quantum Electrodynamics
我们提出了如何工程的纵向耦合，以加速测量的量子位纵向耦合到一个腔，由绝热性的捷径的概念的动机。从逆向工程和反绝热驱动两种方法中逆向设计了不同的调制，以实现纳秒级更大的信噪比（SNR）值。通过比较，我们证明了我们的协议优于通常的周期性调制的指针状态分离和信噪比。最后，我们展示了一种可能的实现方式，考虑到最先进的电路量子电动力学架构，估计测量过程所需的最短时间。
2022-09-08 quant-ph
Adiabatic critical quantum metrology cannot reach the Heisenberg limit even when shortcuts to adiabaticity are applied
我们表明，在绝热的方法，以临界量子精密测量的量子费舍尔信息不能导致海森堡限制的精度，因此经常量子精密测量下的最佳设置总是优越的。此外，我们认为，即使绝热性的捷径可以任意减少准备临界基态的时间，他们不能被用来实现或克服绝热临界量子精密测量的量子参数估计的海森堡限制。作为案例研究，我们探讨了应用反非绝热驱动的朗道-齐纳模型和量子拉比模型。
2021-06-25 quant-ph
Time-rescaled quantum dynamics as a shortcut to adiabaticity
量子控制方法的设计已被证明可以大大提高许多不断发展的量子技术的性能。为此，利用绝热动力学来驱动量子系统受到环境诱导噪声和退相干的严重限制。本着这种精神，被称为绝热性捷径的快速量子过程已经被开发为绝热协议的替代方案，具有无数的潜在应用。在这里，我们开发了一种新的状态无关机制，通过简单地重新调整参考驱动过程的时间来加速任意量子动力学系统的演化;这种方法也可以作为绝热性的捷径。我们的研究结果示出了三个系统，即参量振荡器，一个粒子在谐波陷阱中的运输，和自旋1/2在磁场。
2020-01-08 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
Shortcuts to adiabaticity for non-Hermitian systems
绝热过程驱动的非厄米，时间依赖的哈密顿可以加快广义逆向工程技术的基础上贝里的无过渡驱动算法或动力学不变量。我们工作的基本理论和两个能级哈密顿描述的例子：加速的快速绝热通过与衰减的激发能级和一个经典粒子的动力学的扩展谐振子。
2015-09-17 quant-ph
Shortcut to adiabaticity improvement of STIRAP based qubit rotation
本研究针对量子控制中STIRAP量子比特旋转方案的性能提升需求，将绝热捷径方法应用于该方案，通过4能级或5能级Λ系统实现，证明其可提升非绝热区域内量子比特旋转的保真度，助力量子逻辑门性能优化。
2024-06-25 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity for an ion in a rotating radially-tight trap
我们设计了一个量子粒子的快速旋转，它被限制在一个有效的一维谐波陷阱中，达到预定的旋转角度和时间，避免了最终的激发。不同的方案提出了不同的速度限制，这取决于控制能力。我们还利用陷阱旋转来产生压缩态，而不需要操纵陷阱频率。
2016-08-02 quant-ph
From Classical Nonlinear Integrable Systems to Quantum Shortcuts to Adiabaticity
利用绝热性的捷径，我们解决了含时薛定谔方程，这是减少到一个经典的非线性可积方程。对于给定的含时哈密顿量，反绝热项的引入，以防止非绝热转变。利用动力学不变量方程与非线性可积系统中的Lax方程等价的事实，精确地得到了反绝热项。当对应的拉克斯对存在时，反绝热项就可用了，可解系统也就被统一系统地分类了。详细研究了由Korteweg-de Vries方程得到的多孤子势和由Toda方程得到的各向同性XY自旋链。
2016-08-09 quant-ph
Trade-off between speed and cost in shortcuts to adiabaticity
有效地实现绝热动力学是量子物理学几乎所有领域的普遍目标。在这里，我们研究的速度与量子系统可以驱动时，采用无跃迁量子驱动。作为一个主要的结果，我们建立了一个严格的联系，这个速度，量子速度极限，和（能量）的成本，实现这样一个捷径绝热。有趣的是，这种联系阐明了速度和成本之间的权衡，即瞬时操作是不可能的，因为它需要无限的成本。这些发现说明了两个实验相关的系统-参量振荡器和朗道-齐纳模型-这表明，光谱间隙支配的量子速度限制以及实现捷径的成本。
2017-08-07 quant-ph
Deterministic generations of NOON states via shortcuts to adiabaticity
NOON态在量子信息处理和量子精密测量中起着重要的作用，但在实际应用中不可避免的退相干和操作缺陷限制了这些态的量子效率。在这里，我们提出了一个有效的方案，产生光子NOON态交替快速人口通过技术通过捷径绝热（STA），而不是通常的拉比振荡。由于基于STA的确定性种群通道对操作的细节不敏感，并且可以像拉比振荡一样快地实现，因此所生成的NOON状态的保真度可以令人满意地高。通过快速驱动两个人造量子阱的实验电路QED系统，具体论证了该方案的可行性。
2016-03-16 quant-ph
Topological Operations Around Exceptional Points via Shortcuts to Adiabaticity
本文针对非厄米系统中谱奇点导致传统绝热捷径失效的问题，提出快速鲁棒的拓扑操作控制协议，并说明常用无跃迁驱动方法不适用的原因。
2025-01-13 quant-ph
Lie transformation on shortcut to adiabaticity in parametric driving quantum system
绝热转变（STA）是一种快速的方式，产生相同的最终状态，这将导致绝热，无限慢的过程。通过引入辅助反绝热场或寻找新的具有动力学不变量的哈密顿量来约束系统进入绝热路径，发展了两种典型的STA工程技术。在本文中，一个一致的方法被引入到自然连接上述两种技术与一个统一的李代数框架，巧妙地消除了要求找到瞬时状态的无过渡驱动方法和不变量为基础的逆向工程方法中的不变量。利用该方法，可以简洁地得到不同势展开式下的一般STA格式。
2020-09-26 quant-ph
Shortcut to adiabaticity in a Stern-Gerlach apparatus
我们证明了利用绝热性捷径技术设计的原子自旋演化的磁场分布可以改善Stern-Gerlach装置的性能。有趣的是，与标准均匀旋转的磁场相比，对于以给定速度传播的原子束来说，它可以做得更紧凑，对速度的色散也更有弹性。我们的研究结果是使用逆向工程方法的基础上刘易斯-Riesenfeld不变量。我们定量地讨论了我们的配置所提供的优势，所涉及的资源，并表明它大大提高了由斯特恩-格拉赫设备实现的量子态转移的保真度。
2017-10-16 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity: fast-forward approach
Masuda和Nakamura的“快进”方法产生驱动势来加速缓慢的量子绝热动力学。首先，我们提出了一个简化版本的形式主义，产生的主要结果，在几个步骤。然后，我们展示了这种方法和基于Lewis-Riesenfeld不变量的逆向工程之间的联系。我们以这种方式确定应用程序中的工程潜力不依赖于初始状态。最后，我们讨论了更一般的应用，以波分裂过程为例。
2012-04-16 quant-ph
Optimal quantum annealing: A variational shortcut to adiabaticity approach
抑制瞬时基态的不需要的跃迁是幺正绝热量子计算中的一个主要挑战。最近的一种方法是建立近似使用变分策略的反绝热势。在这方面的贡献，我们将这种变分的方法Lindbladian动力学，作为一个目标的抑制非绝热量子退火对约旦块之间的过渡。我们发现，令人惊讶的是，单一的反绝热ansätze是成功的耗散动力学，以及，允许更容易的实验实施相比，Lindbladian ansätze涉及耗散。我们的方法不仅保证了开放系统绝热性的改善，而且提高了量子退火的成功概率。
2022-02-10 quant-ph
Quantum state transfer in spin chains via shortcuts to adiabaticity
基于绝热性和量子Zeno动力学的捷径，我们提出了一个在自旋为1/2的量子链中实现量子态转移的方案。在该协议中，$N$ -网站系统的复杂的哈密顿量进行了简化，并提出了一个简单的有效的哈密顿量。结果表明，QST只需要控制边界自旋和体自旋之间的耦合强度。数值仿真表明，该协议具有较高的效率，对控制场的衰减和波动具有较强的鲁棒性。该协议可能为通过自旋链系统传输量子态提供另一种选择。
2018-01-10 quant-ph
Not quite free shortcuts to adiabaticity
鉴于越来越多地使用shotcuts到绝热性（STA），以优化量子热机的功率和效率，它成为一个相关的问题，如果有任何理论限制，他们的应用。我们认为，在实现捷径的控制设备中的量子涨落使系统偏离绝热路径，这不仅导致向不需要的最终状态的跃迁，而且还改变了系统能量，因此使用STA在传统的功定义方面具有一定的成本。这可能是绝热捷径的最终成本，因为它甚至对于无摩擦、零温度驱动也存在。我们估计的效果，最低的非平凡阶的导数的时间依赖的频率，在一个参数谐振子，从而提供了一个一致性条件的经典近似的有效性。
2018-08-28 quant-ph
Time-rescaling of Dirac dynamics: shortcuts to adiabaticity in ion traps and Weyl semimetals
直到最近，重新标度时间才被认为是在快速过程中实现绝热动力学的一种方法。与其他绝热性的捷径相比，时间重标度的优点是它不依赖于哈密顿量的本征谱和本征态。然而，时间重新标度要求原始动力学是绝热的，并且在重新标度的时间框架中，哈密顿量表现出非平凡的时间依赖性。在这项工作中，我们展示了如何时间重新标度可以应用到狄拉克动力学，我们表明，所有的时间依赖性可以吸收到有效的潜力，通过一个明智的选择酉变换。这是证明了两个实验相关的情况下，即离子阱和绝热创建外尔点。
2021-01-21 quant-ph
Optically-Induced Highly-Efficient Detection and Separation of Chiral Molecules through Shortcuts to Adiabaticity
提出了一种高效的手性分子光学检测和分离方法。该方法利用一个闭环三态系统，其中人口动态依赖于三个耦合的相位。由于两个相反手征态之间耦合的符号不同以及方案的相位敏感性，布居动力学是手征依赖的。通过使用“绝热性捷径”方法的概念，可以在两种对映体之间实现100%的状态布居转移对比度，这可以在大集合的情况下通过光诱导荧光或通过单分子水平的共振增强多光子电离来探测。
2019-01-31 quant-ph
Bang-bang shortcut to adiabaticity in the Dicke model as realized in a Penning trap experiment
我们介绍了一个bang-bang捷径绝热Dicke模型，我们通过一个2-D阵列的被困离子在一个潘宁陷阱与自旋相关的力失谐接近的质量中心鼓面模式。我们的重点是利用这种捷径来创建可用于高精度计量的高度纠缠态。我们强调，bang-bang方法的性能与标准制备方法相当，但可以在更短的时间内应用。我们将这些理论思想与实验数据进行比较，这些实验数据是实现产生多体纠缠的理论过程的第一步。
2019-02-09 quant-ph
Quantum Control via Enhanced Shortcuts to Adiabaticity
快速且鲁棒的量子控制协议通常基于相关量子系统的理想化近似描述。虽然这可以提供接近最佳的性能，但是可以通过并入完整系统表示的元素来进行改进。我们提出了一种新的技术，这种情况下，所谓的增强绝热捷径（eSTA）。eSTA方法通过提供对现有STA协议的分析校正而适用于先前难以处理的哈密顿算子。该校正可以容易地计算，并且所得到的协议在STA方案的类别之外。我们证明了三种不同的情况下，该方法的有效性：操纵的内部原子状态超越旋转波近似，运输的中性原子在一个光学高斯陷阱和运输的两个被困离子在非谐陷阱。
2019-12-12 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity in superconducting circuits for fast multi-partite state generation
本文提出用逆向工程方法设计量子比特与场模间的纵向耦合，借助绝热捷径在超导电路中快速生成多体量子门，生成时间达纳秒级且不受组件数和耗散显著影响。
2023-07-11 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity for open quantum systems and a mixed-state inverse engineering scheme
提出了一种快速的混合态控制方案，使量子态在希尔伯特空间中沿着可设计的轨道转移，该方案对多重退相干噪声具有鲁棒性。从开放量子系统的动力学不变量出发，首先给出了开放量子系统绝热稳定化的捷径，然后应用这些捷径加速绝热稳定化过程。我们的计划驱动开放系统从一个初始的稳定状态到一个目标的稳定状态的控制Liouvillian，具有相同的形式作为参考（原始），这是在当今的实验。本文提出并讨论了金刚石中氮空位心的实验观测。
2022-01-04 quant-ph
Transient energy excitation in shortcuts to adiabaticity for the time dependent harmonic oscillator
最近，人们对减少量子系统状态改变所需时间的兴趣激增。我们研究了含时谐振子在加速过程中的瞬态能量激发，该加速过程旨在以某些预定的最终频率和时间再现初始种群，提供了下限和例子。施加到处理时间的限制和绝对零度，在一个单一的扩展或在量子制冷机循环的不可达性的原则的影响，绘制。
2010-09-28 quant-ph
Experimental demonstration of work fluctuations along a shortcut to adiabaticity with a superconducting Xmon qubit
在“捷径到绝热性”（STA）协议中，抑制参考“绝热”轨迹的非绝热跃迁的反绝热哈密顿量在量子热力学的框架中引起工作成本的量子不确定性。根据最近导出的理论[Funo et al 2017 Phys. Rev. Lett. 118 100602]，我们在一个高质量的超导Xmon量子位中进行了STA工作统计的实验测量。通过冻结哈密顿量和冻结布居技术，我们在实验上实现了对给定初始本征态的功分布的两点测量。我们的实验统计验证了（i）平均STA功的守恒性和（ii）STA超额功涨落与量子几何张量之间的相等性。
2018-05-28 quant-ph
Shortcuts to Adiabaticity with Inherent Robustness and without Auxiliary Control
绝热捷径是实现量子绝热过程最终态演化一致性的快速方法。我们发展了一个一般的理论来构造一种新的STA通过单独采样的原始绝热哈密顿量的绝热路径的点。与以前的方法相比，我们的方法不需要任何额外的控制资源，具有固有的鲁棒性，并且不使用任何复杂的酉变换。基于路径采样，所得到的STA协议是简单的，并且可以避免绝热路径点，这是具有挑战性的实现。作为我们的理论的应用，我们证明了一种新的鲁棒的三能级控制，以及可靠和快速的基态演化的绝热量子计算模型的耗散和退相噪声的影响减少。我们的理论为一般量子系统的鲁棒快速控制方法的设计提供了一条新的途径。
2023-02-13 quant-ph
Experimental realization of a fast controlled-Z gate via a shortcut-to-adiabaticity
对于频率可调的双量子比特系统，可以通过避免辅助态和计算能级之间的能级交叉来自动驱动量子比特系统来实现受控Z（CZ）门。在这里，我们从理论上提出了一个快速CZ门使用捷径绝热（STA）。在实验上，STA CZ门实现了两个耦合的超导Xmon量子位的52 ns的控制脉冲。在量子过程层析成像和随机基准测试中，STA CZ门的测量保真度均高于96.0%。该协议允许灵活设计的演变时间和控制波形。我们认为，这种“快速绝热”CZ门可以直接应用于其他多量子比特量子系统。
2018-11-20 quant-ph
Improving shortcuts to non-Hermitian adiabaticity for fast population transfer in open quantum systems
由于非厄米量子系统的反绝热驱动哈密顿量中含有一些不可实现的辅助控制场，因此在实验上实现非厄米量子系统绝热性的捷径仍然是一个挑战。本文放宽了构造STA的严格条件，提出了一种重新设计可实现的补充哈密顿量来构造非厄米STA的方法。重新设计的补充哈密顿量可以是对称的或非对称的。为了简洁起见，我们将该方法应用于Allen-Eberly模型作为例子，以验证优化的非厄米STA的有效性。数值模拟结果表明，在非厄米特二能级系统中可以实现超快粒子数反转。
2017-10-18 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity
量子绝热过程--在含时哈密顿量的瞬时本征基中保持布居常数--对于制备和操纵态非常有用，但通常需要很长时间。这通常是有问题的，因为退相干和噪声可能破坏所需的最终状态，或者因为某些应用需要多次重复。“绝热性的捷径”是替代的快速过程，其在有限的较短时间内再现与绝热过程相同的最终群体，或甚至相同的最终状态。由于绝热过程是普遍存在的，这些捷径在原子、分子和光学物理学中有着广泛的应用，例如离子或中性原子的快速输运、内部布居控制和态制备（用于核磁共振或量子信息）、冷原子膨胀和其他操纵、冷却循环、波包分裂和多体态工程或相关显微镜。捷径也与澄清基本问题有关，例如热力学第三原理和量子速度极限的精确量化。我们回顾了不同的理论技术提出的工程师的捷径，实验结果，和前景。
2015-09-17 quant-ph
Shortcuts to adiabaticity, unexciting backgrounds, and reflectionless potentials
IFIBA CONICET-UBA（CONICET-UBA物理研究所）；Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Energía Atómica（巴里洛切原子中心和巴尔塞罗研究所，国家原子能委员会）
本文研究了实现绝热性的捷径在量子谐振子和量子场论中的应用，揭示了STA与透射共振及反射less势场之间的对应关系。
2026-01-16 quant-ph
Correcting noisy quantum gates with shortcuts to adiabaticity
本文通过绝热性捷径技术校正噪声影响，实现高保真度的量子门操作。
2025-12-02 quant-ph
Shortcuts to Adiabaticity in Digitized Adiabatic Quantum Computing
绝热性的捷径是控制量子动力学超越绝热标准的众所周知的方法，其中反绝热（CD）驱动提供了一种有前途的手段来加速量子多体系统。在这项工作中，我们展示了CD驱动的适用性，以提高数字化绝热量子计算范例的保真度和总的模拟时间。我们研究了伊辛自旋链的状态演化的标准CD驱动的数字化版本和它的变体来自变分方法。我们应用这种技术在贝尔和格林伯格-霍恩-蔡林格态的制备高保真度使用一个非常浅的量子线路。我们在IBM量子计算机上实现了这一方案，证明了它对噪声中等规模量子设备中绝热量子计算的加速是有用的。
2020-09-08 quant-ph
The experimental realization of high-fidelity `shortcut-to-adiabaticity' quantum gates in a superconducting Xmon qubit
基于“捷径绝热”（STA）方案，我们在超导Xmon量子比特系统中设计并实验实现了一组高保真单量子比特量子门。通过精确的微波控制，量子比特被驱动以在反非绝热场的帮助下遵循快速的“绝热”轨迹，并通过绝热门校正导数去除。量子过程层析成像和交叉随机基准测试的实验结果表明，我们设计的STA量子门的过程保真度高于94.9%，门的保真度高于99.8%，非常接近于99.9%的门保真度。在STA协议下成功实现了一种替代的高保真度量子门。
2018-04-23 quant-ph
Quantum State Transfer Between Distant Optomechanical Interfaces via Shortcut to Adiabaticity
我们提出了一个协议，以实现快速高保真量子态传输之间的远程光机械接口连接的连续波导。该方案包括三个步骤：两个加速绝热过程加入一个人口转换过程。与传统的绝热技术相比，我们的方法在更短的时间内达到了更高的传输保真度。数值结果表明，在耗散系统中，该传输方案的保真度主要取决于传输速率和波导与腔体的耦合强度。通过反转脉冲序列，可以实现双向传输，这表明有可能建立量子网络。
2021-10-31 quant-ph
Accelerated ground-state cooling of an optomechanical resonator via shortcuts to adiabaticity
机械谐振器的基态冷却是量子光学力学中的一项重要任务，因为它是产生、操纵和应用宏观力学相干性的必要前提。在这里，我们提出了一个瞬态计划，以加速基态冷却的机械谐振器在三模环耦合光机系统通过捷径绝热（STA）。我们考虑了四种耦合协议，并计算了绝热和STA情况下机械谐振器的平均声子数的演化。我们验证了STA方法可以在更短的时间内实现机械谐振器的基态冷却。STA方法也可以推广到加速腔光机学中的其他绝热过程，因此这项工作将开辟快速光机操作的新领域。
2022-02-09 quant-ph
Robust control of linear systems and shortcut to adiabaticity based on superoscillations
随着量子技术的出现，控制问题变得越来越重要。在这篇文章中，我们解决了在相空间中的控制提供了一个最小的能量的成本函数和一个本地（傅立叶空间）的鲁棒性标准的约束下的全局约束。这里开发的逆工程拉格朗日形式主义推广了通常用于描述超振荡现象的形式主义。它适用于非耗散和耗散量子力学，并扩展到随机热力学。有趣的是，我们的方法还允许通过适当控制系统来提高传感能力。
2022-07-05 quant-ph
Counter-diabatic control of open quantum battery charging
University of Kurdistan（库尔德斯坦大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究院）
本文研究利用绝热捷径技术为开放量子电池充电，证明其可提取功相比时间无关驱动场方案显著提升数倍，为高性能稳定量子电池的开发提供了新途径。
2026-11-04 quant-ph
Noncyclic nonadiabatic holonomic quantum gates via shortcuts to adiabaticity
高保真度的量子门是大规模量子计算的基础。然而，任何量子操作都不可避免地会受到噪声、系统误差和退相干效应的影响，从而导致目标量子任务的失真。因此，高度期望实现高保真、鲁棒和快速的量子门。在这里，我们提出了一个快速和鲁棒的方案来构建高保真完整量子门的通用量子计算的基础上共振相互作用的三能级量子系统通过捷径绝热。在我们的建议中，诱导非循环非阿贝尔几何相位的目标哈密顿量可以用更少的演化时间和实验要求进行逆向工程，从而在简单的设置中实现高保真度的量子门。此外，我们的方案是容易实现的物理系统目前追求的量子计算的实现。因此，我们的建议是一个有前途的容错几何量子计算的方式。
2021-05-28 quant-ph
