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
Shortcuts to adiabaticity from linear response theory
绝热性的捷径是一个有限时间的过程，它产生的最终状态与无限慢驾驶的结果相同。我们表明，这样的捷径可以找到弱扰动的线性响应理论。借助唯象响应函数，找到了一个简单的超额功表达式--非平衡激励的量化。对于两个具体的例子，量子参量振荡器和自旋-1/2在含时磁场中，我们表明，有限时间零点的多余的工作表明存在的捷径。最后，我们提出了一系列简并协议，可以在特定且非常短的驾驶时间内实现绝热性的捷径。
2015-10-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spin quantum heat engines with shortcuts to adiabaticity
考虑了以单自旋和双自旋$1/2$系统为工作介质的有限时间量子Otto循环。为了在有限时间内模拟绝热动力学，我们采用了一种捷径绝热技术，并评估了发动机的性能，包括成本的捷径。我们比较我们的结果与真实的绝热和非绝热性能相同的循环。我们的研究结果清楚地表明，使用捷径绝热方案显着提高量子奥托发动机的性能相比，其绝热和非绝热对应的不同的品质因数。
2019-03-06 cond-mat.stat-mech 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
Performance of shortcut-to-adiabaticity quantum engines
我们考虑一个有限时间内运行的典型量子谐振奥托引擎。我们调查其性能时，捷径绝热技术被用来加快其周期。我们通过明确考虑捷径驾驶的能量成本来计算效率和功率。详细分析了反绝热驱动法、局部反绝热驱动法和逆向工程法三种不同的快捷方法。我们证明，这三者都可以同时提高快速循环的效率和功率，从而优于传统的热机。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental investigation of a quantum Otto heat engine with shortcuts to adiabaticity implemented using counter-adiabatic driving
本文在NMR量子处理器上实验实现了基于反绝热驱动绝热捷径的量子奥托热机，通过纳入捷径成本的两种效率度量，证明其性能显著优于非绝热热机。
2024-12-28 cond-mat.stat-mech 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
Quantum-Classical Correspondence of Shortcuts to Adiabaticity
我们在经典力学中建立了绝热性的捷径理论。对于一个参考哈密顿量，反非绝热项是从无色散的Korteweg-de Vries（KdV）族构造的。那么绝热定理对任意选择的含时参数都完全成立。我们使用Hamilton-Jacobi理论来定义广义作用量。作用量与参数的历史无关，与绝热不变量直接相关。无色散KdV族是从绝热性的量子捷径的KdV族的经典极限得到的。这种对应关系表明量子绝热定理和经典绝热定理之间的某种联系。
2017-03-15 physics.class-ph 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
Classical and quantum shortcuts to adiabaticity for scale-invariant driving
绝热性的一个捷径是一个驱动协议，在很短的时间内复制相同的最终状态，将导致从绝热，无限缓慢的过程。设计这种捷径的一种强有力的技术依赖于辅助反绝热场的使用。确定所需字段的显式形式通常被证明是复杂的。我们提出了明确的反绝热驱动协议的标度不变的动力学过程，例如膨胀和运输。为此，我们使用生成函数的形式主义，并统一以前的方法独立开发的经典和量子研究。由此产生的框架适用于绝热性的一个大类的经典和量子，单粒子，非线性和多体系统的快捷方式的设计。
2014-01-06 cond-mat.quant-gas 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
The invariant-based shortcut to adiabaticity for qubit heat engine operates under quantum Otto cycle
在本文中，我们研究的作用和相关性的成本为基础的快捷方式绝热使量子位热机运行在量子奥托循环。我们考虑一个量子位热机与朗道-齐纳哈密顿和改善其性能使用刘易斯-Riesenfeld不变量为基础的捷径绝热方法。针对成本对提高性能的重要性，本文探讨了成本与热机的功和效率的关系。我们分析了热机循环中非绝热幺正过程的成本随时间的变化。还讨论了获得量子位热机的准静态性能所需的成本。我们发现，由于非绝热性的发动机的效率损失可以恢复使用快捷的方法，它甚至有可能在有限的时间内，以较高的成本获得准静态性能。
2022-03-11 cond-mat.stat-mech 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
Shortcuts to Adiabaticity via Adaptive Quantum Zeno Measurements
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
通过自适应量子泽诺测量实现绝热性捷径，利用非绝热几何连接和反迪巴蒂克驱动统一框架。
2026-10-28 cond-mat.other physics.atom-ph 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
Shortcuts to Adiabaticity Assisted by Counterdiabatic Born-Oppenheimer Dynamics
绝热性捷径（STA）提供控制协议，以引导量子系统的动力学在任意预定时间内通过绝热参考轨迹。在复杂的量子系统中，当自由度的动态跨越不同的时间尺度时，设计STA是具有挑战性的。我们引入反绝热玻恩-奥本海默动力学（CBOD）作为一个框架来设计STA在系统中的能量尺度的大分离。CBOD利用Born-Oppenheimer近似将哈密顿量分成有效的快自由度和慢自由度，并计算每个子系统相应的反绝热驱动。我们通过耦合谐振子的例子，可以精确地解决比较，并进一步将其应用到一个系统的两个带电粒子的CBOD技术的有效性。
2018-08-08 cond-mat.other cond-mat.quant-gas 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 by counterdiabatic driving for trapped-ion displacement in phase space
绝热协议在量子技术中的应用受到噪声和退相干环境源的严重限制。通过反绝热驱动的绝热性捷径构成了一个强大的替代方案，它在模拟绝热动力学的同时加快了时间演化。在这里，我们提出了在连续变量系统中的反绝热驱动的第一个实验实施，一个捷径的绝热运输的被困离子在相空间中。由此产生的动力学相当于绝热轨迹的“快速运动视频”。该协议的鲁棒性优于基于经典局部控制和傅立叶优化方法的竞争计划。我们的研究结果表明，绝热性的捷径提供了一个强大的加速量子协议的量子技术的广泛适用性。
2019-07-11 physics.atom-ph quant-ph
High-Fidelity Entangled Bell States via Shortcuts to Adiabaticity
我们提出了几个协议的基础上的捷径绝热技术快速生成强大的纠缠Bell态的两个两态系统的系统。我们的协议依赖于所谓的无跃迁量子驱动（TQD）算法和Lewis-Riesenfeld不变量（LRI）方法。TQD和LRI两种方法在布居转移中都具有很高的保真度，我们的研究表明，在不损失鲁棒性和效率的情况下，在无限短的时间内制备纠缠态是可能的。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Local shortcut to adiabaticity for quantum many-body systems
我们研究了通过量子临界点驱动的封闭自旋系统中环境辅助的局域无跃迁动力学。在量子临界系统中，一般的超适应性（STA）的捷径需要高度非局域控制哈密顿量。在这项工作中，我们开发了一种方法来实现本地捷径绝热（LSTA）的自旋链，使用本地控制字段的规模多项式与系统的大小，以下通用的临界指数。我们将控制场与约化保真度磁化率联系起来，并利用一维横向伊辛模型来验证我们的一般结果。我们还扩展了我们的分析，以实现LSTA中心自旋模型。
2016-06-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body quantum heat engines with shortcuts to adiabaticity
量子热机是用量子力学工质的热力学循环来模拟的。由于高发动机效率需要绝热性，一个主要的挑战是在有限的循环时间内产生非零功率输出。使用反绝热（CD）驱动的绝热性的捷径可以作为加速这种无限长的循环的手段。我们介绍了多体自旋量子热机的局部近似CD协议，并表明这种方法大大提高了有限循环时间的效率和功率。该协议不需要系统本征态的先验知识，因此在实验中是现实的。
2020-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Focus on Shortcuts to Adiabaticity
绝热性（STA）的捷径构成驱动方案，提供绝热协议的替代方案，以控制和引导经典和量子系统的动力学，而不需要缓慢驱动。STA的研究进展迅速，理论进展伴随着各种平台上的实验。我们总结了最近的发展，强调在这个焦点问题报告的进展，同时提供了一个开放的问题和未来研究的前景展望。
2019-02-17 cond-mat.stat-mech physics.app-ph 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
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
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
Maximizing entanglement in bosonic Josephson junctions using shortcuts to adiabaticity and optimal control
在这篇文章中，我们考虑了玻色约瑟夫森结，一个模型系统组成的两个耦合的非线性量子振荡器，可以在各种物理环境中实现，最初准备在一个产品的弱布居相干态。我们量化了结的模式之间可实现的最大纠缠，然后使用绝热性的捷径，一种用于加速绝热量子动力学的方法，以及数值优化，以找到时间相关的控制（结的非线性和耦合），使系统达到最大纠缠态。
2018-06-02 physics.optics 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
Bang-bang shortcut to adiabaticity in trapped ion quantum simulators
我们模型的bang-bang优化协议作为一个捷径绝热在基态制备的离子阱为基础的量子模拟器。与局部绝热演化相比，bang-bang协议产生的基态概率略低，但其实现比局部绝热方法简单得多，因此它仍然是一个很好的选择，可以用于最大化传统计算机无法解决的系统中的基态准备。我们描述了如何优化捷径，并提供了如何使用当前基于离子阱的量子模拟器实现它的具体细节。
2015-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Shortcut to Adiabaticity in the Lipkin-Meshkov-Glick Model
研究了Lipkin-Meshkov-Glick模型描述的无限程多体系统中的无跃迁量子驱动。尽管相关长度总是无限的，但在临界点处间隙的闭合使得驱动哈密顿量在这种情况下也增加了复杂性。为了这个目的，我们开发了一种混合策略，结合捷径绝热性和最优控制，使我们能够实现显着良好的性能，在抑制整个相变的缺陷生产。
2015-04-28 cond-mat.stat-mech 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
Analytical shortcuts to adiabaticity of weakly driven processes
本文提出弱驱动过程绝热捷径的解析表达式，基于开放系统最优协议和等待时间概念，通过过剩功率为零证明无激发，并在振荡弛豫函数和横场量子伊辛链中验证，非淬火优于淬火。
2025-08-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Shortcut-to-adiabaticity Otto engine: A twist to finite-time thermodynamics
我们考虑一个有限时间的奥托发动机上运行的量子谐振子和驱动的捷径绝热（STA）技术，以加快其周期。我们研究它的效率和功率时，内摩擦，时间平均工作，和工作波动被用作定量的品质因数，表明时间平均效率和功率是有用的成本函数的发动机的性能的表征。然后，我们使用STA协议关系的有效性的最小允许时间来建立STA驱动周期的最大功率下的效率的物理相关的约束。
2019-02-23 cond-mat.stat-mech 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 with a quantum control field
Universität des Saarlandes（萨尔兰大学）；Saarland University（萨尔兰大学）；CNRS and Université de Strasbourg（法国国家科学研究中心与斯特拉斯堡大学）
本文提出利用量子控制场抑制非绝热跃迁，通过耦合Landau-Zener量子比特与第二个量子系统，实现量子态传输的高效控制。
2026-02-23 cond-mat.quant-gas 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
