Benchmarking a heuristic Floquet adiabatic algorithm for the Max-Cut problem
本文提出用固定有限 Trotter 步实现 Floquet 绝热演化以求解 Max-Cut,显著降低门数量,并通过 matrix-product-state 模拟验证其在 3-正则图上的性能与资源需求。
2024-04-24 quant-ph
Atomic Floquet physics revealed by free electrons
我们从理论上研究了自由电子在强外照射下产生原子系统非线性Floquet动力学信息的能力。通过应用量子力学形式主义来描述单色经典光场存在下的原子-电子相互作用,我们观察到多个能量特征,这些能量特征揭示了在二能级和三能级照明原子中与非照明条件的大偏离,包括与直接电子-光子交换相关的能量特征的出现,以及强烈依赖于光强度和频率的各种Floquet共振。我们的研究结果揭示了大量与自由电子和光驱动电子系统之间相互作用相关的效应。
2021-11-16 quant-ph
Floquet-ADAPT-VQE: A Quantum Algorithm to Simulate Non-Equilibrium Physics in Periodically Driven Systems
Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Virginia Tech Center for Quantum Information Science and Engineering(弗吉尼亚理工大学量子信息科学与工程中心)
本文提出混合量子-经典算法Floquet-ADAPT-VQE,利用Floquet-Hilbert空间形式将周期性哈密顿量转化为不含时形式,通过基于移位扩展Floquet哈密顿量平方的代价函数制备Floquet态,并在带磁场的XYZ模型上验证了其模拟非平衡物理的有效性。
2026-10-19 quant-ph
Many-body origin of anomalous Floquet phases in cavity-QED materials
本研究探讨腔QED材料中反常Floquet拓扑相的多体起源,关联多体能谱与Floquet准能隙的拓扑相变,确立离散时间平移对称性的微观起源,联系孤立与周期驱动多体系统物理,并讨论拓扑不变量及体边对应关系。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Unveiling clean two-dimensional discrete time crystals on a digital quantum computer
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(RIKEN 新兴物质科学中心);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(RIKEN 量子计算中心);RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)(RIKEN 计算科学中心);RIKEN Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program (iTHEMS)(RIKEN 跨学科理论与数学科学计划);RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR)(RIKEN 先锋研究集群)
该研究在数字量子计算机上揭示清洁二维离散时间晶体及不协调调制的离散时间晶体,展示了量子计算机在模拟多体量子系统动力学中的应用价值。
2026-03-12 cond-mat.str-el quant-ph
Streamlined Krylov construction and classification of ergodic Floquet systems
本文利用单位圆正交多项式推广 Floquet 量子系统的 Krylov 构造,将动力学映射为可高效模拟的一维紧束缚链,并依据 Verblunsky 系数渐近行为分类混沌与可积系统。
2025-05-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Floquet Spin Amplification
利用量子放大技术探测微弱电磁波和假想粒子对基础物理和应用都有重要意义。然而,量子放大的演示仍然有限;特别是,量子放大的物理学在周期驱动(Floquet)系统中没有得到充分的探索,这些系统通常由时间周期哈密顿定义,并且可以观察到许多奇异的量子现象,如时间晶体。在这里,我们研究了磁场信号放大周期性驱动的$^{129}$自旋和观察信号放大的频率之间的转换Floquet自旋状态。这种“Floquet放大”允许同时增强和测量多个磁场,至少有一个数量级的改进,提供了飞秒级测量的能力。我们的研究结果将量子放大的物理学扩展到Floquet系统,并且可以推广到各种现有的放大器,从而实现以前未探索的“Floquet放大器”。
2021-12-12 physics.atom-ph quant-ph
Floquet physics from quantized light-matter interaction: geometric phases, gauge consistency, and entanglement
University of Augsburg(奥格斯堡大学);CSIC(西班牙国家研究委员会);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)(马德里材料科学研究所)
本文通过大光子数相位基表示腔场,证明经典驱动系统的薛定谔方程直接从量子化问题涌现,建立准能量与量子能量的一一对应,并揭示光-物质纠缠编码于Floquet模式关联中。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Behavior of Floquet Topological Quantum States in Optically Driven Semiconductors
空间均匀的光激发可以在绝缘体内诱导Floquet拓扑能带结构,其可以发展与从三维拓扑绝缘体已知的相似或相等的特性。本文从理论上推导了电磁驱动半导体体材料Floquet拓扑量子态的发展过程,给出了这些态的寿命及其在非平衡态中的占位。当我们用动态平均场论(DMFT)框架求解ZnO非平衡态下的广义哈伯德模型的驱动系统时,Floquet-Keldysh理论的数学精度的直接物理影响是显而易见的。我们的结果中的拓扑非平衡效应的物理后果的关联系统的解释与它们的光电应用的影响。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.comp-ph
Square-root Floquet topological phases and time crystals
周期性驱动(Floquet)相位是有吸引力的,因为它们能够承载独特的物理现象,而没有静态对应物。我们提出了一个一般的方法,在nontrivially设计一个平方根版本的现有Floquet阶段,适用于非相互作用和相互作用的设置。由此产生的系统被发现产生更丰富的物理,否则在原来的同行缺席,是强大的参数不完善。这些包括具有任意多个零、$π$和$π/2$边缘模式的Floquet拓扑超导体的出现,以及无序和无无序系统中的$4T$周期Floquet时间晶体($T$是驱动周期)。值得注意的是,我们的方法可以无限重复,以获得一个给定系统的2n次方根版本,从而允许发现和系统构建一个家庭的异国情调的Floquet阶段。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-invertible symmetries out of equilibrium: Eigenstate order and Floquet physics
New York University(纽约大学)
通过研究Rep(D8)不可逆对称性,展示其在哈密顿量和Floquet动力学中的表现,揭示不可逆对称性保护的边缘模及本征态序,并发现无序哈密顿量中非平凡SPT序的缺失与边缘模的振荡行为。
2026-08-11 cond-mat.str-el quant-ph
Floquet Many-body Engineering: Topological and Many-body Physics in Phase Space Lattices
在静态系统中不可接近的哈密顿量可以在周期性驱动的多体系统中设计,即,Floquet多体系统本文利用一维谐振势中的相互作用粒子研究二维拓扑和多体物理。单受激谐振子的Floquet哈密顿量在相空间中具有不同的晶格结构,这与驱动参数有关。相空间的非对易几何导致了系统的拓扑结构。研究了粒子在相空间中的有效相互作用,发现准一维实空间中的类点接触相互作用在相空间中变为长程类库仑相互作用,而纯一维实空间中的硬核相互作用在相空间中变为禁闭类夸克势.我们还发现,Floquet交换相互作用即使在经典极限下也不会消失,可以看作是一种有效的碰撞诱导的长程自旋-自旋相互作用。我们的建议可以提供平台,探索新的物理和奇异相位的\textit{Floquet many-body engineering}。
2017-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Out-of-time-order correlations and Floquet dynamical quantum phase transition
失时序量子力学在物理学的各个领域,特别是非平衡量子多体系统中发挥着越来越重要的作用。在本文中,我们证明了OTOC可以用来探测Floquet动力学量子相变(FDQPT)。本文研究了两个精确可解的Floquet自旋模型,即Floquet XY链和同步Floquet XY模型的OTOC。我们发现,边界的驱动频率范围内,Floquet XY模型显示FDQPT,信号的全球最低的无限温度时间平均OTOC。此外,我们的研究结果表明,OTOC的代数衰减在很长的时间内,在FDQPT区域的衰减指数是不同的,在该地区的系统没有显示FDQPT。此外,对于同步Floquet XY模型,FDQPT发生在任何驱动频率,这取决于无限或有限温度下的初始条件,只要系统显示FDQPT,OTOC的虚部就变为零。
2022-01-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Floquet quantum many-body scars in the tilted Fermi-Hubbard chain
本文研究一维倾斜周期性驱动的 Fermi-Hubbard 链,揭示了违背随机热化的 Floquet 量子多体疤痕态,通过简并 Floquet 微扰理论推导其精确出现条件,为实现固态系统的非遍历性提供新途径。
2025-04-02 quant-ph
Floquet States in Open Quantum Systems
在Floquet工程中,周期性驱动用于实现物质的新相,这些新相在热平衡中是不可接近的。为此,Floquet理论为我们提供了一个获得静态有效哈密顿量的方法。虽然许多现有的作品已经处理封闭系统,重要的是要考虑耗散的影响,这是普遍存在的性质。理解周期性驱动和耗散的相互作用不仅是非平衡统计物理学的一个基本问题,而且由于实验的进步使我们能够以可控的方式设计耗散,因此也受到越来越多的关注。在这篇综述中,我们给出了详细的阐述开放的Floquet系统的量子主方程的形式主义,并强调最近的工作调查是否平衡统计力学适用于Floquet状态。
2022-05-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Observation of Floquet Raman transition in a driven solid-state spin system
我们在金刚石中的氮空位中心的弱驱动固态自旋系统中,实验观察到Floquet喇曼跃迁。周期性驱动自旋系统模拟了一个两带Wannier-Stark阶梯模型,并使我们能够观察到相干自旋态转移所产生的拉曼跃迁由Floquet合成能级介导。它也导致模拟光子辅助Floquet拉曼跃迁和动力学局域化的驱动二能级量子系统的预测。所展示的丰富的Floquet动力学提供了实现量子系统的有效Floquet相干控制的新能力,具有基于驱动量子动力学的各种类型量子技术的潜在应用。特别地,Floquet-Raman系统可以用作周期性驱动系统的物理学的量子模拟器。
2018-08-15 quant-ph
Floquet chiral hinge modes and their interplay with Weyl physics in a three-dimensional lattice
我们证明了一个三维的时间周期驱动(Floquet)晶格可以表现出手征铰链状态,并描述他们与外尔物理的相互作用。一种特殊类型的铰链状态是由重复的边界反射与横向古斯-汉兴一样的位移发生在我们的系统的二阶边界。这样的手征铰链模式共存于一个广泛的参数制度与费米弧表面状态连接一对Weyl点的双带模型。我们发现,这些模式仍然保持其本地沿铰链和他们的手征性质的存在下,局部缺陷和其他参数的变化。我们跟踪这种手征铰链模式的鲁棒性特殊的能带结构独特的Floquet系统允许所有的本征态被定位在准一维区域相互平行时,开放的铰链边界被引入。在光学超晶格中,利用超冷原子的二阶Floquet趋肤效应和Weyl物理模型的实现是简单的。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Constructions and performance of hyperbolic and semi-hyperbolic Floquet codes
本文构造了双曲与半双曲 Floquet 码,证明其在电路级噪声下比平面蜂窝码和表面码有显著效率提升,并分析了适合近期实验的小规模实例。
2024-11-22 quant-ph
Exact Floquet solutions of quantum driven systems
如何精确求解含时薛定谔方程是一个有趣而重要的问题。利用Floquet定理和含时么正变换,提出了一种新的方法来获得周期驱动系统薛定谔方程的精确Floquet解.利用这种方法,我们给出了三种有趣的物理模型--线性势模型、谐振子模型和周期驱动下的耦合谐振子模型的波函数的精确Floquet解.除了准能外,我们还给出了谐振子模型的Berry相位的解析表达式。此外,本文提出的思想可以用于数学中求解偏微分方程。
2022-02-02 quant-ph
Floquet nonadiabatic dynamics in open quantum systems
玻恩-奥本海默(BO)近似在微观上改变了我们对许多物理和化学体系中分子动力学的理解。然而,在许多情况下,我们必须超越BO近似,特别是当考虑强的光-物质相互作用时。Floquet理论为处理时间周期量子系统提供了强有力的工具。在这篇综述中,我们简要回顾了Floquet非绝热动力学的最新进展,特别关注开放量子系统。首先给出了一般的Floquet Liouville von-Neumann(LvN)方程。然后,我们将展示如何连接Floquet运营商的实时观测。我们继续概述的Floquet量子主方程的推导,在治疗周期驱动下的开放量子系统的动力学。我们进一步提出了Floquet混合量子经典Liouville方程(QCLE)来处理耦合的电子-核动力学。最后,我们将量子力学嵌入经典主方程(CME)中来处理开放量子系统中的Floquet非绝热动力学。这些公式是开发基于轨迹的动态方法的通用平台。作为一个例子,我们展示了如何Floquet QCLE和Floquet CME可以实现到一个朗之万动力学与洛伦兹力和表面跳跃算法。
2023-03-15 quant-ph
Chiral Quantum Transport with Perfect Circulation: From Floquet Engineering toAnyonic Dynamics
Zhejiang Sci-Tech University(浙江理工大学)
研究揭示了完美手性循环的物理条件,通过Floquet工程和任意子动力学展示了其在不同平台的应用。
2026-05-11 quant-ph
A Passive $\mathcal{PT}$-Symmetric Floquet-Coupler
基于开放系统的Liouville空间形式,我们给出了两个耦合变损耗光波导的量子主方程的一个解。其中之一的马尔可夫损失的周期性调制产生被动的$\mathcal{PT}$对称Floquet系统,在共振时,显示出强烈的减少所需的损失的$\mathcal{PT}$对称性被打破。我们展示了这种过渡的多光子状态,我们展示了如何物理实现调制损耗与水库工程的一组浴模式。
2020-12-22 quant-ph
Operator growth and eigenstate entanglement in an interacting integrable Floquet system
我们分析了一个简单的量子动力学模型,这是一个离散时间确定性版本的弗雷德里克森-安德森模型。我们认为,这个模型是可积的,与经典的硬棒气体相关的准粒子描述。尽管该模型的可积性,物理算子的扩散算子增长一般的混沌模型,扩散加宽的前沿,和本地运营商遵守本征态热化假设(ETH)。然而,大型子系统违反ETH;作为子系统大小的函数,本征态纠缠首先线性增加,然后在参数小于系统大小一半的尺度上饱和。
2018-06-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Signatures of clean phases in many-body localized quantum circuits
远离平衡的多体现象提出了经典计算资源无法达到的挑战。数字量子计算机提供了一种可能的前进方向,但噪声限制了它们在短期内的使用。我们提出了一个方案来模拟和表征多体Floquetsystems托管丰富的各种阶段,操作与浅深度电路。从一个“干净”的周期性电路,模拟Floquet系统的动态演化,我们引入准周期性的电路参数,以防止热化通过引入多体局域化。通过检查多体运动积分的时间平均性质,可以使用随机测量来探测相结构。这种方法避免了计算基态的需要,并且在有限的能量密度下操作。我们数值上证明了这个计划的Floquet伊辛模型的时间晶体的模拟和目前的结果清楚地区分不同的Floquet阶段在没有准周期性的电路参数。我们的结果为在近期量子器件上绘制奇异系统的相图铺平了道路。
2021-12-22 quant-ph
Simple Construction of Qudit Floquet Codes on a Family of Lattices
本文提出一种通用且简单的 qudit Floquet 码构造,适用于三可着色晶格上的一大类配置,并使逻辑 qudit 与物理 qudit 的编码速率趋近 1/2。
2025-01-09 quant-ph
Sachdev-Ye-Kitaev physics from the Hubbard model: A Floquet engineering approach
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学);Collège de France(法兰西公学院);CNRS(法国国家科学研究中心);PSL Research University(巴黎文理研究大学);Sorbonne Université(索邦大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所)
通过 Floquet 工程中的“动能驱动”消除单粒子过程并在 Hubbard 型模型中产生准随机全对全相互作用,从而在冷原子系统中实现 SYK 模型的量子模拟。
2026-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phase-preserving control of Floquet-engineered cavity quantum electrodynamics
Zhejiang University(浙江大学);Westlake University(西湖大学);Westlake Institute for Advanced Study(西湖高等研究院)
本文提出一种Floquet工程化框架,用于在时间调制腔中对双能级系统与光子相互作用的相干控制,通过相保持操作实现相干Rabi振荡的中断与恢复,同时避免量子信息损失,并证明非马尔可夫过程引起的频率不稳定性在Floquet调制下不会产生显著的相退相干。
2026-03-15 quant-ph
Ancillary entangling Floquet kicks for accelerating quantum algorithms
Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室)
通过辅助纠缠Floquet kicks加速量子算法,提升解决时间并提高精度。
2024-08-23 quant-ph
Floquet dynamical quantum phase transitions in periodically quenched systems
动态量子相变(DQPT)的特征是物理观测量作为时间函数的非解析行为。当系统受到时间周期调制时,其可观测量的非分析特征可能会在时间上周期性地重复出现,从而导致Floquet DQPT现象。本文系统地研究了一类具有手征对称性的一维周期猝灭系统中的Floquet双量子点。通过调整淬火的强度,我们发现多个Floquet DQPT在一个单一的驱动周期内,与更多的DQPT被观察到当系统初始化在Floquet状态与较大的拓扑不变量。每个Floquet DQPT还伴随着动态拓扑序参量的量化跳跃,如果底层Floquet系统在有间隙的拓扑相位中准备,则序参量的值在时间上保持量化。该理论在分段淬火晶格模型中得到了证明,该模型具有丰富的Floquet拓扑相,并且很容易在量子模拟器中实现,如金刚石中的氮空位中心。我们的发现为DQPT的Floquet工程和Floquet系统中拓扑相变的动态检测开辟了新的视角。
2021-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum and classical Floquet prethermalization
本文综述了量子和经典多体系统中弗洛凯预热化现象,重点介绍其抑制加热的严格定理、对无界局域维度系统的推广、非平衡物相应用及量子模拟实验,并展望了时间准周期驱动等前沿方向。
2022-11-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipative Floquet Dynamical Quantum Phase Transition
非厄米哈密顿提供了一个简单的图片检查耗散系统的自然或诱导增益和损失。研究了耗散周期性时间驱动XY和扩展XY模型中的Floquet动力学相变,其中虚部项表示与环境相互作用过程中的物理增益和损失.与时间无关的有效Floquet非厄米哈密顿量通过分析非厄米能隙揭示了三个区域:纯实能隙(实本征值)、纯虚能隙和复能隙。我们表明,系统的每个区域可以区分复杂的几何非绝热相。我们发现,在耗散存在的情况下,Floquet动力学相变(FDPT)仍然存在于与时间无关的有效Floquet非厄米哈密顿量显示实特征值的区域。与基于淬火系统早期工作的预期相反,我们的研究结果表明,非厄米拓扑相的存在不是耗散FDPT(DFDPT)的必要条件。我们还证明了驱动频率的范围内,在DFDPT发生,缩小通过增加耗散耦合和收缩到一个点的临界值的耗散。此外,量子化和动力学几何相位的跳跃揭示了DFDPT在实能隙区域的拓扑特征,其中仅限于例外点。
2022-02-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Tailoring quantum gases by Floquet engineering
Floquet工程是通过周期性驱动来裁剪系统的概念。它为超冷原子在光晶格中的研究开辟了新的哈密顿量,如人工规范场、拓扑能带结构和密度相关隧穿等。此外,驱动系统提供了新的物理,没有静态对应物,如反常Floquet拓扑绝缘体。在这篇综述文章中,我们概述了该领域令人兴奋的发展,并讨论了当前的挑战和前景。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet engineering flat bands for bosonic fractional quantum Hall in small lattices
实现具有拓扑有序的物质的新相是一个重要的研究方向,它对强关联物理和量子信息都有重要意义。利用最先进的人工量子系统,如超导电路的相干控制的想法,我们提出了一个建议,实现玻色子分数量子霍尔物理小晶格上创建几乎平坦的拓扑带使用交错的磁通模式。通过电荷泵的分馏指纹可以观察到几乎完美的量化使用少至24个晶格位置(两个光子)。我们提出了一个实施方案,使用一个有限的超导量子位格与圆柱形连接的三角形和正方形晶格。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pre-Floquet states facilitating coherent subharmonic response of periodically driven many-body systems
该研究通过周期驱动 Bose-Hubbard 二聚体与平均场不变管的半经典再量子化,提出前 Floquet 态机制,以解释并工程化多玻色子系统的长时间相干高阶次谐波响应。
2025-10-05 quant-ph
A Variational Framework for Time-Dependent Quantum Systems with Applications to Floquet Hamiltonians
Memorial University of Newfoundland and Labrador(纽芬兰与拉布拉多纪念大学);National Research Council Canada(加拿大国家研究委员会);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所);University of Waterloo(滑铁卢大学);Compute Everything Technologies Ltd.(Compute Everything科技有限公司)
本研究提出一种基于算符流形的变分框架,利用平稳作用量原理近似量子时间演化算符,可导出非微扰有效Floquet哈密顿量,在多种受驱量子系统中精度优于低阶Magnus展开,适用于一般含时量子系统。
2026-08-03 quant-ph
Floquet-Universal Hamiltonian Simulation
Technische Universität München(慕尼黑工业大学);Freie Universität Berlin(柏林自由大学);University College London(伦敦大学学院)
本文建立Floquet模拟理论,证明一组相互作用可模拟其李代数中所有哈密顿量,给出Floquet-通用哈密顿量的构造性刻画,仅需O(1)局部强度,驱动频率随系统大小多项式增长,并带来复杂性理论意义。
2026-10-02 math-ph math.MP quant-ph
Self-adapted Floquet Dynamics of Ultracold Bosons in a Cavity
受系统参数周期性调制的量子系统的Floquet动力学为设计具有奇异性质的新量子物质提供了强有力的工具。虽然系统动力学显着改变,周期性调制本身通常是外部诱导和独立的Floquet动力学。在这里,我们提出了一种新的类型的Floquet物理学的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)受到振动晶格内产生的腔,其中振动晶格和原子Floquet带是相互依赖的,导致自适应Floquet动力学。特别是,振动晶格诱导Floquet准能带的BEC,其反作用导致一个自适应的动态正常的超辐射相变的振动晶格。这种自适应的Floquet动力学表现出两个令人惊讶和独特的特点:\textit{i})正常-超辐射相变具有滞后,即使没有原子相互作用; \textit{ii})动力学原子-腔稳态可以存在于自由能最大值。原子间的相互作用强烈影响BEC从零到有限动量的相变。我们的结果为探索自适应Floquet动力学提供了一个强大的平台,这可能为工程新型量子材料开辟一条途径。
2018-06-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Asymptotic Pseudospectra in Dissipative Floquet Quantum Systems: Geometric Structures and Observable Dynamics
Fudan University(复旦大学);Peking University(北京大学)
本研究通过伪谱渐近标度律将单位圆盘划分为不同精度区域,揭示耗散Floquet系统的全局几何结构,并利用两个精确可解模型展示其可观测物理效应,为量子计算实验提供新范式。
2026-09-30 quant-ph
Floquet maser
微波激射器的发明激发了许多革命性的技术,如激光和原子钟。尽管取得了巨大的进展,但脉泽的实现仍然局限于有限的系统,特别是,在周期驱动(Floquet)系统中,脉泽的物理仍然没有被探索,这通常是由时间周期哈密顿定义的,并且能够观察到许多奇异现象,如时间晶体。在这里,我们调查的Floquet系统的周期性驱动下的阻尼反馈的129欧姆气体,并令人惊讶地观察到一个多模脉塞振荡的频率之间的Floquet状态的过渡。我们的研究结果扩展了微波激射技术的Floquet系统,并打开了一个新的途径来探测Floquet现象不受退相干,使一类新的微波激射传感器。作为第一个应用,我们的微波激射器提供了一种独特的测量低频(1-100 mHz)磁场的能力,具有飞秒级的灵敏度,这是显着优于国家的最先进的磁强计,并可以立即应用于,例如,超轻暗物质的搜索。
2020-08-01 physics.atom-ph quant-ph
Distributed quantum error correction based on hyperbolic Floquet codes
Nu Quantum Ltd.(Nu量子有限公司)
本文提出利用双曲傅科码实现分布式量子纠错,通过高效存储逻辑量子比特和简化测量过程,实现了高保真度的纠错性能。
2025-07-23 quant-ph
Quantum computation via Floquet topological edge modes
Floquet拓扑物质已经成为一个令人兴奋的平台,探索丰富的物理学和拓扑相的改变游戏规则的应用。作为Floquet对称性保护拓扑(SPT)相的一个显着和最近发现的特征,原则上,简单的周期性驱动系统可以拥有任意数量的拓扑保护零边模和π边模,其中Majorana零模和Majorana π模作为受粒子-空穴对称性保护的示例。这项工作倡导了一种新的路线,完整的量子计算,利用共存的许多Floquet SPT边缘模式,所有这些都有平凡的动力学阶段,在计算协议。令人信服的证据支持这一雄心勃勃的目标,三对马约拉纳边缘模式,托管的周期性驱动的一维(1D)超导超晶格,被证明足以编码两个逻辑量子比特,实现量子门操作,并通过绝热晶格变形执行两个简单的量子算法。与基于拓扑量子线的Majorana零模的量子计算的早期研究相比,使用Floquet SPT相位可以显著节省资源。因此,本文希望激发一系列未来的研究潜力的Floquet拓扑物质在量子计算。
2018-10-09 quant-ph
The Floquet Fluxonium Molecule: Driving Down Dephasing in Coupled Superconducting Qubits
本文提出一种受驱动的超导擦除量子比特——Floquet 磁通量子分子,通过分离量子比特态和二阶通量噪声不敏感机制,实现约50毫秒相干时间和约500微秒擦除寿命,并展示高保真单量子比特门操作方案。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Floquet quantum simulation with superconducting qubits
我们提出了一种基于transmon量子比特周期调制的自旋模型的量子模拟算法。使用Floquet理论,我们推导出一个有效的时间平均的哈密顿量,这是一般的XYZ类,不同的各向同性XY哈密顿量通常实现的物理设置。作为一个例子,我们提供了一个简单的配方来构建一个横向伊辛哈密顿的Floquet基础。对于一维系统,我们数值模拟了横向伊辛哈密顿量和量子退火到其基态的动力学过程。我们基准的Floquet方法与数字仿真程序,并证明它是有利的有限的资源和有限的非谐性的transmons。所描述的协议可以作为一个简单而可靠的路径,可配置的量子模拟器与目前现有的超导芯片。
2017-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet prethermalization of ${\bf Z}_2$ lattice gauge theory on superconducting qubits
该研究在IBM 156量子比特超导器件上模拟一维${\bf Z}_2$格点规范理论的Floquet动力学,借助误差缓解实现最多10个Trotter步的演化,观测到预热化早期阶段,为量子计算用于高能物理提供基准。
2024-08-19 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Fault-tolerant hyperbolic Floquet quantum error correcting codes
本文提出双曲Floquet码,通过周期性两体测量实现有限编码率,并开发匹配解码器,在低错误率下以更少物理量子比特达到同等逻辑错误抑制,推进容错量子计算。
2025-08-25 quant-ph
Tunable quantum interference effects in Floquet two- and three-level systems
光与物质相互作用的未调制量子系统中的量子干涉效应已经得到了广泛的研究,如电磁诱导透明(EIT)和Autler-Townes分裂(ATS)。然而,Floquet系统中类似的量子干涉效应(即,周期性调制系统),这可能涵盖丰富的新物理学,很少被研究。在这篇文章中,我们研究了Floquet二能级和三能级系统中的量子干涉效应的解析和数值计算。我们在Floquet两能级系统的莲花状多峰光谱中显示了相干破坏隧穿效应,其中探测场的强度用方波序列进行周期性调制。我们证明了多峰分裂成多个透明窗口可调量子干涉,如果Floquet系统是异步控制通过第三个级别。基于Akaike信息准则的唯象分析,我们发现对称中心透明窗口具有与传统ATS或EIT相似的机制,取决于参数的选择,另外还具有额外的自由度来控制调制周期提供的量子干涉。其他透明窗口被示出为不对称的,不同于传统的ATS和EIT窗口。这些非平凡的量子干涉效应为探索Floquet系统的应用开辟了一个范围。
2022-07-11 quant-ph
Floquet dynamical quantum phase transitions in periodically flux-quenched systems
Dalian University of Technology(大连理工大学)
研究周期性磁通淬火系统中Floquet动力学量子相变的机制,通过Loschmidt回声、速率函数和动态拓扑序参数等物理量分析磁通差对相变的影响,提出Floquet淬火保真度概念,揭示相变发生的必要充分条件。
2026-04-16 quant-ph
Optimal Floquet Engineering for Large Scale Atom Interferometers
针对原子干涉仪大尺度波包分离的性能需求,提出基于加速光晶格量子态频闪稳定的原子分束器方法,通过最优控制生成弗洛凯态,实现600光子反冲动量分离的大动量转移干涉仪,提升鲁棒性并拓展应用。
2024-03-21 physics.atom-ph quant-ph
Spatiotemporal Non-Hermitian Skin Effect with Floquet-Engineered Ultracold Atoms
Quantum Institute for Light and Atoms, School of Physics, East China Normal University(华东师范大学物理学院光与原子量子研究所);School of Physics and Astronomy, and Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院及李政道研究所);Shanghai Branch, Hefei National Laboratory(合肥国家实验室上海分部);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究与创新中心);Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University(山西大学极端光学协同创新中心)
该研究在Floquet工程超冷原子系统中提出时空非厄米趋肤效应,将空间与时间自由度统一处理,实现空间投影的任意可调趋肤位置和时间投影的周期性漏斗,为时间维度非厄米拓扑物理开辟新途径。
2026-09-28 cond-mat.quant-gas quant-ph
Stabilization of Discrete Time-Crystaline Response on a Superconducting Quantum Computer by increasing the Interaction Range
本文利用量子处理器原生门的普适性,以增加电路深度为代价在超导量子计算机上实现非连通量子比特间的长程耦合,首次实验观测并基准测试了Floquet驱动自旋链中离散时间晶体响应随相互作用范围增大而增强的预热稳定化现象。
2024-05-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the validity of many-mode Floquet theory with commensurate frequencies
多模Floquet理论[T.- S.哦,S.- I. Chu和J.V. Tietz,Chem. Phys. Lett.,v. 96,464(1983)]是一种在多周期场的特殊情况下求解含时薛定谔方程的技术,但其局限性还没有得到很好的理解。我们表明,对于由两个时间周期耦合的相称的频率(整数倍的共同频率)组成的哈密顿量,多模Floquet理论提供了一个正确的表达酉时间演化。然而,在解释相应的多模Floquet哈密顿量的本征值和本征向量时必须谨慎,因为只有部分频谱与时间演化直接相关。我们给出了一个物理解释的其余部分的频谱的哈密顿量。这些结果与使用多个可控周期场的量子系统的工程有关。
2019-12-05 physics.atom-ph quant-ph
Effective versus Floquet theory for the Kerr parametric oscillator
本文研究了压缩驱动下Kerr振荡器的低阶静态有效哈密顿量有效性条件,通过将其状态和能量与精确Floquet状态和准能量比较,揭示了静态有效处理遗漏的物理。
2024-03-21 quant-ph
Generation of Four-Component Schrödinger Cat States via Floquet Engineering in a Hybrid Ferromagnet-Superconductor System
针对固态平台难以制备四分量薛定谔猫态的问题,提出混合铁磁体-超导体系统中的 Floquet 工程方案,并证明在退相干下仍可高保真生成该态。
2025-08-30 quant-ph
Observation of Momentum-Band Topology in PT-Symmetric acoustic Floquet Lattices
本文在PT对称声学Floquet晶格中首次从体态能带反转和拓扑不变量角度实验证实动量带拓扑,并观测到时间局域界面态作为边界特征,为动量带隙物理研究奠定实验基础。
2025-07-05 cond-mat.mtrl-sci quant-ph