Two-level adiabatic transition probability for small avoided crossings generated by tangential intersections
本文针对切向相交产生的小免交叉，研究双参数趋于零极限下两能级绝热跃迁概率的渐近行为，揭示了量子干涉效应与双参数区域共存特性，拓展了非绝热免交叉领域的研究。
2025-10-02 math-ph math.CA math.MP
A Robust and Unified Solution for Choosing the Phases of Adiabatic States as a Function of Geometry: Extending Parallel Transport Concepts to the cases of Trivial & Near Trivial Crossings
我们研究了一个简单而强大的计划，选择绝热电子态的相位顺利（作为几何形状的函数），以最大限度地提高从头算非绝热动力学方法的性能。我们的方法是基于考虑在连续的时间点的基函数之间的重叠矩阵（$\mathbf{U}$），并选择相位，以尽量减少矩阵范数的$\log(\mathbf{U})$。这样做，可以将平行运输的概念扩展到具有急弯交叉的情况。我们证明，该算法在极端情况下，几十个国家通过平凡的交叉（有效的非绝热耦合为零），或通过非平凡的交叉（非零非绝热耦合时），或通过两者的组合交叉。在所有情况下，我们计算尽可能平滑的时间导数耦合矩阵元素（或等效的非绝热导数耦合矩阵元素）。我们的结果应该是感兴趣的所有谁感兴趣的非绝热动力学，或更一般地说，在大型系统中的并行传输。
2019-09-24 physics.chem-ph quant-ph
Robust controlled-Z gate for Rydberg atoms based on level-crossing-free echoing rapid adiabatic passage
College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University（山西大学物理电子工程学院）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
该研究提出一种基于无能级交叉回波快速绝热通道的里德伯原子鲁棒受控-Z门方案，通过特定脉冲设计与耗散建模，实现高保真度的两/三量子比特门，抗参数波动能力强，适用于大规模中性原子阵列并行操作。
2026-08-14 quant-ph
Fundamental solution method applied to time evolution of two energy level systems: exact and adiabatic limit results
用基本解方法研究了无能级交叉的两能级系统的跃迁。已经找到了精确形式和绝热极限的跃迁几率的紧凑公式。在两种情况下都没有检测到Joye、Mileti和Pfister（Phys. Rev. { \bf A44} 4280（1991））宣布的由许多水平复数交叉引起的干扰效应。有人认为，这项工作的这些结果是不正确的。然而，Berry相位的一些影响得到了证实。
2001-01-11 quant-ph
Avoided crossings in spin-boson systems: consequences for adiabatic state preparation
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究自旋-玻色子系统中避免交叉对绝热态制备的影响，通过精确对角化和时间模拟揭示小能级间距区域对制备时间的约束，并为量子模拟提供基准。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
A pedagogical description of diabatic and adiabatic molecular processes
我们提供了一个教学方法的问题，避免电子分子曲线之间的交叉点和非绝热和绝热过渡时，根据经典力学的双原子分子的核移动。为了简单起见，我们将分析限制为仅两个电子状态。
2017-06-22 quant-ph
Generation of entangled states and error protection from adiabatic avoided level crossings
我们考虑了一维双阱中$N$自相互作用粒子的环境影响动力学。两个主题处理。首先，我们考虑二能级系统纠缠态的产生。我们表明，通过动态地改变阱偏置，我们可以动态地产生最大纠缠态，从最初的未纠缠的产品状态。然后通过求解主方程来计算由于常见类型的环境影响而导致的纠缠退化。然而，我们也表明，纠缠生产是不受影响的，如果系统环境耦合的类型，诱导“运动窄”。作为我们的第二个但相关的主题，我们构建了一个不同的主方程，它无缝地将量子信息的错误保护/检测动力学与首先产生错误的环境耦合结合起来。在这两个主题中使用绝热避免交叉计划。
2002-02-04 hep-ph quant-ph
The Effects of the Problem Hamiltonian Parameters on the Minimum Spectral Gap in Adiabatic Quantum Optimization
研究了基于伊辛的量子退火机中伊辛问题哈密顿量参数与系统哈密顿量最小谱隙的关系。在本文中，我们用来评估QA算法性能的主要参数是量子演化过程中是否存在反交叉。为此，我们引入了一个新的参数化定义的反交叉。利用具有可变参数的最大权独立集问题（边对之间的能量惩罚J）作为模型问题，我们构造例子来表明，通过改变J的值，我们可以改变量子演化，从一个有反交叉（这导致指数小的最小间隙）改变为不具有最小间隙的最小间隙，或者相反，从而急剧改变（增加或减小）最小间隙。然而，我们也表明，通过改变$J$单独的值，不能避免的反交叉。我们回顾了一个多项式减少从伊辛问题的MIS问题，以表明改变参数的灵活性，而不改变要解决的问题，可以适用于任何伊辛问题。作为一个例子，我们表明，通过这样的减少单独，它是可能的，以消除反交叉，从而增加最小间隙。我们的反交叉定义必然是标度不变的，因为标度问题哈密顿量不会改变反交叉的性质（即存在或不存在）。作为一个侧记，我们确切地显示了最小间隙是如何缩放的，如果我们按常数因子缩放问题哈密顿量。
2019-11-05 quant-ph
On the relevance of avoided crossings away from quantum critical point to the complexity of quantum adiabatic algorithm
两个最近的预印本[B。阿尔茨赫姆湾Krovi和J. Roland，“Quantum adiabatic optimization fails for random instances of NP-complete problems”，arXiv：0908.2782和“安德森局域化casts clouds over adiabatic quantum optimization”，arXiv：0912.0746]认为，对于作为实例大小N的逆幂缩放的非常小的横向场，对NP-complete问题的随机实例的局部最小值的能量的随机4阶微扰校正导致避免的交叉，所述交叉导致接近末端的量子绝热算法的失败（由于指数小间隙）。本文的理论部分没有考虑零场下基态和激发态的指数简并。修正后的分析表明，不像那些在中间的频谱，避免交叉的边缘将需要高[O（1）]的横向领域，在这一点上的微扰理论可能会成为发散由于量子相变。这种效应只在大的情况下才表现出来[exp（0.02 N）>> 1]，这可能是作者的数值工作中没有观察到这种效应的原因。虽然我们对量子绝热算法失败的机制提出了质疑，但我们不能对它的最终复杂性得出任何结论。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall cs.CC quant-ph
Adiabatic-Impulse approximation for avoided level crossings: from phase transition dynamics to Landau-Zener evolutions and back again
我们表明，一个简单的近似的基础上的概念的Kibble-Zurek理论的二阶相变动力学可以用来处理避免的水平交叉问题。本文所讨论的方法提供了一个直观的洞察量子动力学的两个能级系统，并可能作为一个经典和量子相变动力学理论之间的联系。为了说明这些想法，我们分析了在伊辛模型的顺磁-铁磁量子相变的动力学。我们还提出了确切的未发表的解决方案的Landau-Zener问题。
2006-04-11 cond-mat.other hep-th quant-ph
Non-Adiabatic Quantum Optimization for Crossing Quantum Phase Transitions
针对有限时间内多体量子系统基态穿越量子相变时绝热性破坏引发的激发问题，受Kibble-Zurek机制启发分析现有最优控制程序的绝热性时间尺度，提出非绝热量子优化（NAQO）框架，利用Landau-Zener公式并考虑高激发态作用，在多种模型中性能优于现有方法。
2025-02-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized adiabatic approximation to the quantum Rabi model
量子拉比模型（QRM）描述了二能级系统（量子比特）和量子谐振子之间的相互作用。在量子比特频率小于谐波频率的极限下，QRM可以很好地近似于绝热近似（AA）。由于其简单和明确的物理解释，AA被广泛使用。然而，由AA预测的QRM的频谱中的电平交叉由拉盖尔多项式的零点确定，其偏离精确点。我们提出了一个新的近似的QRM预测的水平交叉正确。这是通过利用QRM的孤立精确解和AA中的拉盖尔多项式之间的惊人联系来实现的。因此，我们把这种方法称为广义绝热近似（GAA）。通过构造，GAA总是预测精确的例外谱，并且在比AA大得多的参数范围内非常好地逼近规则谱。这种广义的方法提供了一个框架，以处理家庭的拉比型轻物质相互作用模型，在一个简单而准确的方式。
2021-08-27 quant-ph
Eigenvalue-invariant transformation of Ising problem for anti-crossing mitigation in quantum annealing
我们提出了伊辛问题的能量景观变换（ELTIP），它改变了状态和本征值的组合，而不改变所有原始本征值[arXiv：2202.05927]。我们研究了量子退火过程中ELTIP对基态和第一激发态两个能级之间的反交叉的影响。我们使用一个5自旋最大加权独立集的问题，数值研究的反交叉。为了比较，我们引入了一个非随机的哈密顿量，增加了反铁磁相互作用的正常横向磁场。用非随机哈密顿量退火对困难问题是有效的。当基态和末态的第一激发态之间的能隙很小时，非随机哈密顿量减轻了反交叉。当使用ELTIP时，反交叉消失。对于本文研究的问题，ELTIP缩短了退火时间，以保证绝热变化超过非随机哈密顿量。
2023-01-25 quant-ph
Theory of nonlinear Landau-Zener tunneling
最近提出了一个非线性Landau-Zener模型来描述玻色-爱因斯坦凝聚体在Bloch带之间的非绝热跃迁。数值分析表明，当非线性参量$C$大于等于两能级避免交叉的能隙$V$的临界值时，即使在绝热极限下也会发生隧穿.在本文中，我们提出的分析结果，给出了定量的解释，通过映射到一个经典的约瑟夫森哈密顿量的量子非线性模型的绝热性的崩溃。在临界区，我们发现非绝热跃迁几率是$C/V-1$和$α$（能级的交叉率）的函数。在亚临界区，跃迁几率仍然服从指数规律，但由于非线性效应，指数发生了变化。对于$C/V>>1$，我们发现一个近单位概率的过渡绝热水平之间的所有值的交叉率。
2001-05-29 quant-ph
Theorem on the existence of a nonzero energy gap in adiabatic quantum computation
基于绝热定理的绝热量子计算是传统量子计算的一个很有前途的替代方案。绝热算法的有效性依赖于基态和激发态之间非零能隙的存在。然而，很难确定能隙的精确值。本文对绝热量子计算中的哈密顿量提出了一个非零能隙存在性定理。它可以帮助有效地识别一个大类的哈密顿量之间的基态和激发态没有能级交叉。
2014-10-14 quant-ph
Quantum metrology at level anti-crossing
我们解决参数估计在两能级系统表现出水平反交叉，并证明普遍最优的策略参数估计可以设计，也就是说，我们可以找到一个参数独立的测量方案，导致最终的量子精度独立的性质和值的参数的兴趣。最佳估计也可以在高温下实现，这取决于两级哈密顿量的结构。最后，我们表明，没有改善是可以实现的动态策略和讨论的应用程序的例子。
2017-10-09 quant-ph
Static entanglement structure and adiabatic Bell-state preparation in the tripartite quantum Rabi model
Central South University（中南大学）
研究三方量子拉比模型中的静态纠缠结构与绝热贝尔态制备，通过分析能谱和纠缠变化，识别本征分支，给出解析标准，用三态有效模型解释现象，并通过有限时间线性斜坡确定高保真度所需参数，揭示了耦合对纠缠及制备的作用。
2026-07-14 quant-ph
Level anti-crossings of an NV center in diamond: Decoherence-free subspaces and 3D sensors of microwave magnetic fields
金刚石中的氮空位（NV）中心已成为量子技术的重要工具。所有这些应用都依赖于与这些中心相关的电子和核自旋的长相干时间。本文研究了在静态小磁场中金刚石中NV中心与第一壳层13 C核自旋耦合的能级反交叉。由于哈密顿量的强非长期分量，这些水平反交叉发生在静态磁场的特定方向上。在这些取向上，我们观察到了无退相干子空间，其中电子自旋相干时间（T_2 ~*）比其它取向上的长5-7倍。另一个有趣的性质，在这些水平的反交叉是，个别跃迁振幅占主导地位的磁偶极矩的一个单一的组成部分。因此，这可以用于具有单个NV中心的微波磁场的矢量检测。这对于使用数字最优控制技术精确控制中心尤其重要。
2019-08-21 quant-ph
Role of spectral structure in adiabatic ground-state preparation of the XXZ model
Kipu Quantum GmbH（Kipu量子有限公司）；Departamento de Física, CEDENNA, Universidad de Santiago de Chile (USACH)（圣地亚哥智利大学物理系，CEDENNA）
研究XXZ模型中谱结构对绝热基态制备的影响，通过三种策略比较发现，谱退化是限制因素，简单优化初始哈密顿量可有效抑制临界交叉，而反迪布里克项需在消除退化后才有效。
2026-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Oscillating potential well in complex plane and the adiabatic theorem
在慢变化势阱$V(x,t)=V(x-x_0(εt))$中的量子粒子，以慢频率$ε$在时间上周期性地振动，提供了一个重要的量子力学系统，其中绝热定理不能预测在比$ \sim 1 / ε$更长的时间尺度上的渐近动力学。具体地说，我们考虑一个双阱势$V(x)$维持两个束缚态的频率间隔为$ω_0$，并在复平面上的振动。假设两个不同的空间位移$x_0(t)$：实空间位移$x_0(εt)=A \sin (εt)$，对应于普通的厄米特振动，和复一个$x_0(εt)=A-A \exp( -i εt)$，对应于非厄米特振动。当粒子最初准备在基态的势阱，击穿的绝热演化被发现为厄米和非厄米振荡的振荡频率$ε$接近$ω_0$的奇共振。然而，在这两种情况下，一个不同的物理机制的非绝热转变。对于厄米振荡，避免交叉的准能量观察到在奇共振和非绝热跃迁之间的两个束缚态，导致拉比flopping，可以解释为一个多光子共振过程。对于复振荡势阱，绝热性的破坏是由于在准能量交叉处出现Floquet例外点引起的。
2017-10-12 quant-ph
Adiabatic Quantum Search in Open Systems
绝热量子算法代表了一种很有前途的通用量子计算方法。虽然在一个封闭的系统中，这些算法是有限的，避免水平交叉，其中的差距成为指数小的系统大小，其在开放系统的鲁棒性仍然没有得到解决。我们研究的动力学在这样一个避免的水平交叉与绝热量子搜索算法在一个量子系统，耦合到一个通用的环境。在零温度下，我们发现，该算法仍然是可扩展的，提供了环境的噪声谱密度衰减足够快，在低频率。然而，在有限的温度下，散射过程使得算法效率低下，并且不能实现量子加速。由于我们的模型的一般性质，我们希望我们的结果可以广泛适用于其他绝热量子算法。
2016-10-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Majorana's approach to nonadiabatic transitions validates the adiabatic-impulse approximation
该研究重新探讨Majorana的非绝热跃迁方法，重推Landau-Zener-Stückelberg-Majorana公式，证实其发表早于另外三位学者，并得到含相位的完整波函数，为量子控制与量子信息研究提供支持。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous dynamical evolution and nonadiabatic level crossing in exactly solvable time-dependent quantum systems
利用逆向工程方法研究了精确可解含时量子系统的反常动力学演化和非绝热能级交叉。通过利用一个典型的驱动模型，我们阐明了它的动力学与反常行为的特点：绝热态和非绝热态的演化表现出相反的行为，其代表矢量从平行态演化到反平行态：非绝热能级交叉被认为是必然的结果，因为交叉点正好对应于两个矢量在参数空间根据这些结果，我们可以设计出各种具有反常动力学演化的驱动模型，它们为量子态控制提供了替代方案。
2019-07-27 quant-ph
Adiabatic cavity QED with pairs of atoms: Atomic entanglement and Quantum teleportation
研究了原子与单模腔场共振相互作用系统的动力学，其中原子与腔场之间存在一定的时间延迟。用含时耦合函数表示模的空间分布，考虑了系统的绝热极限。虽然时间演化主要是绝热的，但能量交叉在系统动力学中起着重要作用。在此基础上，讨论了量子纠缠和腔态隐形传态的过程。我们研究的行为时，我们引入退相干，有限失谐，和潜在的不对称性的原子的耦合配置文件的系统。
2008-09-21 quant-ph
Enhancing the efficiency of adiabatic quantum computations
我们描述了一种提高绝热量子计算（AQC）效率的一般方法。它包括同伦变形的方式，高斯曲率的重新分布削弱了反交叉的影响，从而产生所需的改进原来的“哈密尔顿表面”。我们的方法不是微扰的，而是建立在我们以前的全球描述AQC的语言莫尔斯理论。通过同伦变形，我们见证了临界点的诞生和死亡，而与此同时，高斯-邦纳定理重新洗牌的曲率周围的变化的临界点集。因此，通过在反交叉点周围创建足够的临界点，总曲率-最初以原始反交叉点为中心-在新的相邻临界点周围重新分布，这削弱了其严重性，从而提高了AQC的加速。我们说明这两个例子取自文献。
2019-03-04 math-ph math.MP quant-ph
Fast adiabatic evolution by oscillating initial Hamiltonians
我们提出了一种方法来产生快速无跃迁动力学的有限维量子系统，而不需要额外的哈密顿组件不包括在初始控制设置，保持接近真正的绝热路径在任何时候。该策略是基于引入一个有效的counterdiabatic计划：一个校正的哈密顿量构造近似取消非绝热效应，诱导密切跟踪绝热状态的演变。这可以通过在控制参数中添加快速振荡来吸收到初始哈密顿量中。我们表明，可以实现一致的加速，而不需要强大的控制哈密顿算子，使用它作为一个独立的捷径，以绝热性和作为一个弱的校正字段。文中给出了避免交叉问题中的量子态转移和纠缠产生的一些例子。
2018-11-08 quant-ph
Adiabatic quantum computation with Cooper pairs
我们提出了一个新的变体的受控非量子逻辑门的基础上绝热的q位的水平交叉动力学。该门在小约瑟夫森隧道结阵列中的库珀对传输方面具有自然的实现。绝热方法的一个重要优点是，栅极动态对不可避免的结参数扩散不敏感。
1997-06-13 cond-mat quant-ph
Anti-adiabatic evolution in quantum-classical hybrid system
绝热定理是量子力学中的一个重要概念，它描述了一个量子系统在外界条件逐渐变化的情况下，其哈密顿量的瞬时本征态保持不变。在本文中，我们研究了另一种极端情况，即外部条件快速变化，使得量子系统不能跟随变化而保持在其初始状态（或波函数）。我们称这种演化为绝热演化。我们研究了在这种情况下的物质波压力，并推导出这种演变的条件。研究中考虑了无限深势中的量子粒子，假设势宽$Q$是快速变化的。我们发现量子子系统的总能量随着$Q$的增加而减小，并且这种快速的变化对起着势边界作用的壁施加了一个力。对于$Q<Q_{0}$（$Q_0$是势能的初始宽度），力是排斥力，而对于$Q>Q_{0}$，力是正的。通过旋转磁场中的自旋$\frac 1 2$给出了反绝热演化的条件。
2018-02-19 quant-ph
The performance of the quantum adiabatic algorithm on spike Hamiltonians
扰动汉明重量问题作为优化实例的例子，绝热算法证明了执行经典的模拟退火。在这项工作中，我们研究了绝热算法的效率，解决了“的汉明重量与尖峰”的问题，通过使用几种方法来计算的缩放的光谱间隙在临界点，这适用于各种范围的高度和宽度的障碍。我们的主要结果是一个严格的多项式下限的最小谱间隙的绝热演化时，位对称的成本函数具有薄，但多项式高的障碍。这是通过使用一个变分的论点与改进的分析的基态，随着比较系统的光谱时，没有尖峰项是存在的。我们还给出了一个更详细的治疗的自旋相干路径积分瞬子方法，这是由Farhi，Goldstone和Gutmann在arXiv：quant-ph/0201031中使用，并考虑其适用性估计的差距为不同的缩放势垒高度和宽度。我们将离散WKB方法应用于突变势，并将其应用于近似波函数的构造，该近似波函数可用于估计间隙。最后，改进的基态近似给出了一种预测细尖峰哈密顿量能谱激发态中避免交叉点位置的方法，并利用一个递推关系确定了避免交叉点的顺序，这可能是理解尖峰哈密顿量中发生的非绝热级联现象的一个有用步骤.
2015-11-22 quant-ph
Microwave state transfer and adiabatic dynamics of magnetically trapped polar molecules
具有非零电子角动量的冷和超冷极性分子在量子化学和控制、新量子体系的研究以及精密测量等方面具有重要的意义。然而，在混合电场和磁场中，这些分子一般受到一个大的避免交叉之间的塞曼子级，在磁陷阱，这些交叉导致扭曲的电位和陷阱的电偏置场的损失。我们的特点是这些交叉的OH微波转移捕获的OH分子从上层|f; M = +3/2>奇偶校验状态到较低|e; +3/2>态，并观察了它们在外加偏置电场下的陷阱动力学。我们的观察是很好地描述了一个简单的朗道-齐纳模型，产生洞察力丰富的光谱和动力学的极性自由基在混合外场。
2011-08-24 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Algorithmic approach to adiabatic quantum optimization
据信，在系统哈密顿量的最低两个能级之间具有指数小间隙的反交叉的存在可以使绝热量子优化效率低下。在这里，我们提出了一个简单的绝热量子算法，旨在消除指数小的差距所造成的本征态，对应的局部和全局最小值的问题哈密顿之间的anticrossings。在算法的每次迭代中，收集关于在非线性地通过反交叉之后达到的局部最小值的信息。然后，通过调整初始哈密顿量，使用该信息来惩罚路径到相应的局部最小值。根据需要，对多个局部最小值集群重复此操作。我们生成了64个量子位的最大独立集问题的随机实例，该问题非常困难，具有10^5到10^6个高度退化的局部极小值。利用量子蒙特卡罗模拟，该算法可以平凡地解决所有的情况下，在~10次迭代。
2011-08-16 quant-ph
Tunneling of Bose-Einstein condensates and nonlinear models with separatrix crossings
这篇论文已被作者撤回。相反，更全面和准确的工作放在：1）cond-mat/0610767：具有分界线交叉的非线性模型中经典作用的非绝热行为的普遍性，出现在Phys.Rev.E中; 2）nlin/0611007：费什巴赫共振通道的非线性双模模型中绝热不变量的变化，出现在Physica D中
2007-06-04 nlin.CD quant-ph
When Diabatic Trumps Adiabatic in Quantum Optimization
我们提供和分析的例子，反对广泛提出的要求，隧道是需要量子加速优化问题。这些例子属于一类扰动汉明重量优化问题。在一种情况下，具有在汉明重量空间的成本函数的高原，我们发现，绝热动力学，使隧道可能，而优于模拟退火，结果在减速相比，避免水平交叉的绝热级联。这反过来又激发了一个经典的自旋矢量动力学算法，该算法至少与非绝热量子算法一样有效。在第二种情况下，其成本函数是凸的汉明重量空间，非绝热级联的结果在相对于隧道和经典的自旋矢量动力学的加速。
2015-05-06 quant-ph
Parametric interaction induced avoided dressed state crossings in cavity QED:generation of quantum coherence and equally weighted superposition of Fock states
我们提出了一个新的范式在腔QED领域带来的显着特点与避免交叉的Jaynes-Cummings模型的修饰态能级。我们演示了如何实现的二阶非线性腔中的参数耦合，可以把交叉的修饰状态避免交叉。我们展示了如何可以产生避免交叉的修饰状态之间的相干性。例如，这种相干性导致量子比特的激发概率中的量子拍。量子拍频的质量可以通过引入参量相互作用而得到显著的改善。我们展示了如何避免这些交叉可以用来产生叠加的偶数或奇数福克态的显着属性的叠加状态的等权重。生成的保真度大于95%。此外，我们还发现腔场与量子比特之间存在很强的纠缠，纠缠度超过90%.
2021-10-25 quant-ph
Modes transformation for a Schroedinger type equation: avoided and unavoidable level crossings
研究了一类具有非自伴慢变哈密顿量的Schroedinger型方程的渐近解。假设哈密顿量是一个具有双重简并（转向）点的算子的小扰动的结果，该点可以对角化。模式的非绝热变换研究的情况下，其中两个小参数是依赖的：表征的扰动的顺序的参数是绝热参数的平方根。哈密顿量的扰动产生一对紧密的简单简并点。两个制度的模式转换的Schroedinder型方程确定：避免交叉的特征值，对应于复杂的退化点，和一个明确的不可避免的交叉（与真正的退化点）。这两种情况下处理的方法匹配的渐近展开的上下文中的一个统一的方法。构造了包含抛物柱面函数的交叉点附近解的渐近展开式，并导出了连接退化点左右两侧绝热模系数的转移矩阵.结果说明了一个例子：费米子散射的狄拉克方程。
2019-01-05 cond-mat.other math-ph math.MP
A topological formulation for exotic quantum holonomy
参数沿封闭路径的绝热变化可以互换封闭量子系统的（准）本征能量和本征空间。这种由绝热循环引起的差异被称为奇异量子完整性，它是几何相位的扩展。“小”绝热循环不引起特征空间的变化，而一些“大”绝热循环交换特征空间。我们解释的拓扑制定的特征空间anholonomy，同伦等价精确区分较大的周期从较小的。解释了两级系统的应用。我们还研究了循环，涉及绝热演化跨越一个确切的交叉，和非绝热演化跨越避免交叉。后者是奇异量子完整性的一个非绝热例子。
2015-07-10 math-ph math.MP quant-ph
Dynamic $^{14}\rm N$ nuclear spin polarization in nitrogen-vacancy centers in diamond
在0 ~ 1100 G的磁场范围内，研究了金刚石中负电荷氮空位（NV）中心的动态核自旋极化，包括激发态能级反交叉和基态能级反交叉磁场区.特别注意到研究较少的基态水平的反交叉区。从光学检测的磁共振信号的测量推断核自旋极化。这些测量结果表明，在从大约400 G开始到基本上超过1024 G处的基态水平反交叉的磁场值的非常宽的磁场范围内，可以实现氮的非常大（高达$96 \pm 2\%$）的核自旋极化。我们测量了磁场偏离NV轴的角度对核自旋极化效率的影响，发现在基态能级反交叉附近，核自旋极化对这个角度比在激发态能级反交叉附近更敏感。事实上，一个小到十分之一弧度的角度就可以几乎完全破坏氮原子核的自旋极化。此外，我们还从理论上研究了应变和光激发功率对核自旋极化的影响。
2020-09-22 quant-ph
Geometric quantum adiabatic methods for quantum chemistry
针对大原子间距下化学键断裂时量子化学绝热算法易出现能级交叉、能隙闭合的问题，提出利用几何形变的量子绝热算法，在多个分子及反应体系中实现了更稳定、高精度的分子本征态与本征能量计算，且有限键长变化下仍保持高保真度。
2021-12-30 physics.chem-ph quant-ph
Determining ground-state phase diagrams on quantum computers via a generalized application of adiabatic state preparation
当哈密顿量的参数变化时，量子相变表现为基态能量的能级交叉。由此产生的基态相图在经典计算机上通过精确对角化可以直接确定，但在量子计算机上具有挑战性，因为需要精确度和接近能级交叉点的竞争态的近简并性。在这项工作中，我们使用本地绝热斜坡状态准备，使我们能够直接计算基态相图的量子计算机上通过时间演化。这种方法是通过检查的XY模型的基态与一个磁场在z方向上的一个维度。我们能够使用IBM量子机计算两个和三个站点系统的精确相图。
2021-12-08 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Ab initio nuclear structure via quantum adiabatic algorithm
背景：用从头算方法求解核多体问题被广泛认为是一个计算上具有挑战性的问题。量子计算机为解决这一挑战提供了一条有前途的道路。为此，迫切需要开发量子算法。目的：本工作探索了量子相位估计的绝热态制备量子算法在从头算原子核结构理论中的应用。我们着重于求解简单核系统的低激发能谱（包括基态和激发态）。想法：该算法的效率受到绝热演化过程中出现的小能隙（能级交叉）的阻碍。为了提高效率，我们引入的技术，以避免能级交叉：1）通过适当的设计的参考哈密顿量; 2）通过插入微扰项修改的绝热path. Results：我们说明了这种算法通过解决的氘核基态能量和频谱的束缚在一个谐振子陷阱实现IBM Qiskit量子模拟器。量子结果与经典的矩阵对角化结果一致。展望：随着我们对效率的改进，该算法为在未来的量子计算机上研究复杂核的低能谱提供了一个有前途的工具。
2021-05-19 nucl-th 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
Adiabatic Dynamics of Entanglement
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀金斯研究所）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
研究了绝热过程中纠缠变化的机制，揭示了能量避避交叉在纠缠生成与再分布中的作用，分析了计算复杂性与量子优势的纠缠需求关系。
2026-10-06 math-ph math.MP quant-ph
Universality in nonadiabatic behaviour of classical actions in nonlinear models with separatrix crossings
讨论了与玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）物理有关的几种非线性模型中近似绝热不变量的动力学性质。我们表明，非绝热动力学在费什巴赫共振通道，非线性朗道-齐纳（NLZ）隧道，BEC隧道振荡在双阱可以被认为是一个统一的方法的分界线交叉理论的基础上。分界线交叉理论以前曾应用于经典力学、等离子体物理和流体力学的一些问题，但尚未应用于迅速发展的BEC相关领域。我们推导出明确的公式在几个模型中的行动的变化。大量的数值计算支持了该理论，并证明了它的普适性。在NLZ模型中我们还发现了一种新的非线性现象，我们称之为{ \em分离绝热隧穿}
2007-05-27 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Adiabatic state distribution using anti-ferromagnetic spin systems
传输量子信息是量子计算机的重要前提。我们研究如何可以做到这一点，在海森堡耦合自旋网络使用绝热控制耦合强度。我们发现，量子比特可以转移和纠缠对可以创建两个部分的最大自旋之间有一定的平衡，扩展以前的结果，仅限于线性链的二分图的遥远的网站之间。对小星形网络的传输保真度进行了数值分析，并讨论了可能的实验实现。
2018-12-05 cond-mat.str-el quant-ph
Mean field loops versus quantum anti-crossing nets in trapped Bose-Einstein condensates
研究了囚禁在非对称双势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体。与时间无关的Gross-Pitaevskii方程的解揭示了当势的形状变化时能量（或化学势）水平行为的内在循环。我们研究了量子（多体）能级的相应行为。应用双模近似的玻色场算符，我们表明，量子能级创建一个反交叉网络内的平均场解的环路所界定的区域。
2002-10-30 cond-mat quant-ph
Smooth adiabatic evolutions with leaky power tails
绝热演化的间隙条件下，在一定范围内的情况下，指数小的尾巴，描述了泄漏的频谱子空间。没有能隙条件的绝热演化似乎一般不具有这个特征。这是特征值交叉的已知事实。我们表明，这也是在阈值的连续谱的特征值的情况下，通过考虑弗里德里希模型。
1999-11-08 math-ph math.MP physics.atom-ph
Radiofrequency response of the optically detected level anti-crossing signal in NV color centers in diamond in zero and weak magnetic fields
Ioffe Institute（约费研究所）
研究钻石中NV色心在零磁场和弱磁场下光学探测能级反交叉信号对准共振射频场的响应，揭示其复杂结构由Autler-Townes分裂解释，并探讨了通过外部磁场低频调制控制信号参数的可能性。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Crossing time in the Landau-Zener quantum dynamics in a super Ohmic environment
研究了在超欧姆环境（即纵向和横向环境）的影响下，量子两态系统通过避免的交叉驱动的动力学。交叉时间窗口，其中松弛影响的动态，是围绕避免交叉。我们确定的动力学和Landau-Zener概率采用数值精确的准绝热路径积分。在弱耦合，我们表明，数值要求不高的非平衡布洛赫方程提供了一个准确的描述。交叉时间不仅强烈地依赖于系统浴耦合强度，而且还取决于浴光谱截止频率，与欧姆浴中的情况相反。我们的研究结果使设计定量的协议，驱动量子系统的影响范围内的松弛。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence in a scalable adiabatic quantum computer
我们考虑在大规模绝热量子计算装置中遇到的朗道-齐纳交叉的退相干的影响。我们分析了成功概率的依赖关系，即系统在新的基态结束的概率，对噪声幅度和相关时间。我们确定最佳的扫描速率，需要最大限度地提高成功概率。然后，我们讨论了尺度的退相干效应随着系统尺寸的增加。我们发现，这些影响对于大型系统可能很重要，即使它们对于每个小构建块都很小。
2006-11-22 cond-mat.other quant-ph
Anti-Kibble-Zurek Behavior in Crossing the Quantum Critical Point of a Thermally Isolated System Driven by a Noisy Control Field
我们发现，一个热孤立系驱动跨越量子相变的噪声控制领域表现出反Kibble-Zurek行为，从而更慢的驱动结果在更高的激发。我们的特征作为斜坡率和噪声强度的函数的激励密度。最佳的驱动时间，以尽量减少激励示出的规模作为一个普遍的功率定律的噪声强度。我们的研究结果揭示了绝热协议，如量子退火的局限性，并证明了最佳斜坡率的普遍性。
2016-08-19 cond-mat.other quant-ph
A method for simulating level anti-crossing spectra of diamond crystals containing NV$^-$ color centers
本文提出了一种计算晶体中相互作用的顺磁缺陷中心的能级反交叉谱的有效方法。LAC光谱是指顺磁色心的光致发光强度的磁场依赖性：这种场依赖性通常表现出尖锐的特征，例如源自自旋系统中的LAC的峰或谷。我们的方法考虑到电子塞曼相互作用与外部磁场，偶极-偶极相互作用的顺磁中心，超精细耦合的顺磁缺陷的磁性核和零场分裂。用这种方法不仅可以得到LAC谱中谱线的位置，而且可以再现谱线的形状和谱线间的相对振幅。作为一个突出的例子，我们提出了一个计算的LAC光谱在金刚石晶体中含有负电荷的NV中心。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal energy conversion through anti-adiabatic driving breaking time-reversal symmetry
从卡诺热机开始，热机的理想效率一直与准静态变换和极小的输出功率联系在一起。在这里，我们精确计算的热力学性质的等温热机，其中的工作介质是一个周期性驱动的欠阻尼谐振子，而不是集中在相反的，反绝热的限制，其中的周期是最快的时间尺度的问题。我们表明，在该限制下，它是可能的接近理想的能量转换效率$η=1$，有限的输出功率和消失的小相对功率波动。由于时间反演对称性的破缺，热机的所有三个必要条件的同时实现是可能的。我们还表明，非马尔可夫动态可以进一步提高功率效率的权衡。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spatial adiabatic passage via interaction-induced band separation
先进量子技术的发展和对多粒子量子力学更深入理解的追求要求对相互作用粒子的量子态进行高度保真度的控制。然而，频谱密度的快速增加，以及时间相关过程中交叉点的出现，使得控制系统的任何努力都变得困难和资源密集。在这里，我们表明，在被困系统制度可以存在，其中孤立的能带出现，可以很容易地概括已知的单粒子技术。我们证明了众所周知的空间绝热通道效应，它可以控制原子的质心状态与高保真度。
2016-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Level anti-crossing magnetometry with color centers in diamond
利用金刚石中带负电荷的氮空位中心（NV）的磁场感测的最新发展在光致发光（PL）中采用磁场（MF）依赖性特征，并且消除了对微波（MW）的需要。在这里，我们研究了两种方法来提高磁灵敏度使用的基态水平反交叉（GSLAC）功能的NV中心在背景MF为102.4\，mT。在第一种方法之后，我们研究了在稀释金刚石样品中精确对准的特征参数;第二种方法通过检测1042 nm激光束的金刚石透射中的GSLAC将传感协议扩展到吸收。这导致GSLAC对比度的增加，并导致磁力计具有0.45nT/ $\sqrt{\text{Hz}}$的灵敏度和12.2pT/ $\sqrt{\rm{Hz}}$的光子散粒噪声限制灵敏度。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
