Transitionless quantum drivings for the harmonic oscillator
描述了在有限时间内无跃迁地改变量子谐振子频率的两种方法，并对这两种方法进行了比较。第一种方法，无跃迁跟踪算法，利用广义谐振子和非局部势。第二种方法，基于工程的运动不变量，只修改谐波频率的时间，保持潜在的本地在任何时候。
2009-12-21 quant-ph
Acoustically driving the single quantum spin transition of diamond nitrogen-vacancy centers
利用高品质因数的3 GHz体声波谐振器器件，我们演示了声驱动金刚石NV中心的单量子自旋跃迁（$\left|m_{s}=0\right>\leftrightarrow\left|\pm1\right>$），并表征了相应的应力敏感性。一个关键的挑战是将器件电流产生的无意磁驱动场与器件内的有意应力驱动分开。我们量化这些驱动领域独立使用拉比光谱之前，研究更复杂的情况下，两者都是共振与单量子自旋跃迁。通过建立一个等效电路模型来描述设备的电流和机械动力学，我们定量模拟实验，以建立它们的相对贡献，并与我们的结果进行比较。我们发现NV中心自旋单量子跃迁的应力敏感性约为双量子跃迁的$\sqrt{2}(0.5\pm0.2)$倍（$\left|+1\right>\leftrightarrow\left|-1\right>$）。虽然双量子基中的声学驱动对于量子增强感测应用是有价值的，但是双量子驱动缺乏操纵NV中心自旋脱离$\left|m_{s}=0\right>$初始化状态的能力。我们的研究结果表明，有效的全声学量子控制NV中心是可能的，是特别有前途的传感应用，受益于紧凑的足迹和位置选择性的声学设备。
2020-03-06 quant-ph
Controlling and reversing the transition from classical diffusive to quantum ballistic transport in a quantum walk by driving the coin
我们表明，标准的量子步行量子到经典的过渡，其特征在于弹道扩散扩散的步行者的位置，可以通过外部调制的硬币状态。我们说明通过显示经典的扩散和量子弹道扩散之间的振荡使用数值和渐近精确的封闭形式的解决方案，我们证明了步行者是在一个可控的不相干的混合物的经典和量子步行与可逆的量子到经典的过渡。
2013-02-22 quant-ph
Transitionless quantum driving in spin echo
自旋回波可以用于重新聚焦由控制场中的不均匀性引起的随机动力学相位，从而保持量子自旋的空间分布的纯度。这种用于精确自旋控制的技术在许多应用中是必不可少的成分，例如核磁共振、磁共振成像和量子信息处理。在这里，我们展示了如何通过无跃迁量子驱动以高速执行自旋回波序列的所有元素。这种技术保证了对快速量子自旋演化的精确控制。我们将该方案应用于通用的非绝热几何单和双量子位门在核磁共振设置。
2022-02-06 quant-ph
Time rescaling of nonadiabatic transitions
该研究将快进标度理论应用于非绝热跃迁，推导了额外驱动的数学表达式与计算公式，并揭示了该理论与反绝热驱动下的绝热捷径的关联，为量子控制中的时间尺度调控提供了新的理论支撑。
2023-04-17 quant-ph
Robust transitionless quantum driving: Concatenated approach
针对无跃迁量子驱动受绝热条件和系统误差限制的问题，本文提出仅调制脉冲相位差的级联方法，实现对任意时间依赖脉冲的鲁棒量子控制。
2023-07-15 quant-ph
Dynamical transitions in a modulated Landau-Zener model with finite driving fields
我们研究了一个特殊的含时量子模型，它假设朗道-齐纳驱动形式，但与整体调制的脉冲场的强度。我们证明了系统的动力学，包括两个级别的情况下，以及它的多级扩展，是完全解析可解的。与原有的Landau-Zener模型不同，本驱动过程中演化的非绝热效应并没有破坏所期望的布居转移。由于扫描协议仅采用渐近趋于零的有限驱动场，由于将驱动脉冲截断到有限时间间隔而引起的截止误差被证明是可忽略不计的小。此外，我们调查的驱动协议，由于周围环境的耗散噪声的影响。通过数值求解相应的马尔可夫区域内的主方程，估计了由相位阻尼过程和随机自旋翻转噪声引起的协议中的保真度损失。
2017-09-13 quant-ph
Heisenberg-limited Frequency Estimation via Driving through Quantum Phase Transitions
高精度的频率估计是基础物理中普遍存在的问题，也是光谱学中的一项关键任务。本文提出了一种量子Ramsey干涉术，通过驱动自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体经历量子相变（QPT）来实现高精度的频率估计.在我们的方案中，我们结合了π/2脉冲通过QPT的驱动来实现初始化和复合。通过在固定的演化时间下调节激光频率，可以从锁定点提取跃迁频率。锁定点可以从总体测量的模式确定。特别是频率的测量精度可以接近海森堡极限标度。此外，该方案对检测噪声和非绝热效应具有鲁棒性。我们提出的方案不需要单粒子分辨检测，是在目前的实验技术范围内。本文的研究为高精度频率估计提供了一条新的途径。
2021-09-03 quant-ph
Shortcuts to adiabatic passage for fast generation of three-atom singlet state by transitionless quantum driving
受无跃迁量子驱动的启发，我们利用量子芝诺动力学和非共振激光，在三原子系统中构造了绝热通道的捷径，从而产生了单重态。通过数值仿真讨论了各种退相干过程对该方案的影响，结果表明该方案对退相干和运算缺陷具有快速和鲁棒性。研究了如何选择实验参数来控制腔场耗散和原子的自发发射，具有一定的应用价值。
2016-04-18 quant-ph
Control of all the transitions between ground state manifolds of nitrogen vacancy centers in diamonds by applying external magnetic driving fields
金刚石中的氮空位（NV）心是一种很有前途的量子信息处理和量子传感系统，而对它的量子态的控制是其实际应用的基础。在这项研究中，我们证明了所有的三个之间的基态子能级的NV中心通过施加外部磁场驱动场的控制。为了解决四个轴中的特定NV轴的状态，我们施加正交于NV轴的磁场。我们用微波脉冲控制两个跃迁，用射频脉冲控制其余跃迁。特别是，我们调查拉比振荡的频率和强度的射频脉冲的依赖性。我们的结果为实现量子信息处理和量子传感提供了一种新的NV中心控制方法。
2020-04-30 quant-ph
Optimally driving multi-photon transitions in the perturbative single-mode regime
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Albert-Ludwigs-Universität Freiburg（弗赖堡大学）；Universität Kassel（卡塞尔大学）
本研究在单模近似下，通过经典相干态混合物最优驱动多光子跃迁，无需量子特性。
2026-01-09 quant-ph
Fast generations of tree-type three-dimensional entanglement via Lewis-Riesenfeld invariants and transitionless quantum driving
最近，Song等人[Phys. Rev. A 93，062321（2016）]通过绝热通道制备了一种新的三维纠缠态，称为树型纠缠，其可能用于提高量子通信安全性。在这里，我们提出了两个方案，快速生成的树型三维纠缠的三个空间分离的原子之间的绝热通道的捷径。借助量子Zeno动力学，利用两种不同但等价的方法：Lewis-Riesenfeld不变量和无跃迁量子驱动来构造绝热通道的捷径.并对两种方法进行了比较。严格的数值模拟表明，两种方案都能快速制备出具有较高量子效率的树形三维纠缠态，并且对参数变化、原子自发发射和腔光纤光子泄漏都具有较强的鲁棒性.
2016-06-22 quant-ph
Two-qubit gate in neutral atoms using transitionless quantum driving
中性原子系统作为实现基于门的量子计算的一个有前途的平台，因为它能够捕获和控制不同几何形状的几个原子量子比特，并且能够在量子比特之间进行强的，长距离的相互作用;然而，两个量子比特纠缠门保真度落后于竞争平台，如超导系统和捕获的离子。我们工作的目的是设计一个快速，鲁棒，高保真度的控制Z（CZ）门，基于里德堡封锁机制，中性原子。我们提出了一个门程序，依赖于同时和无跃迁的量子驱动的一对原子使用宽带激光。通过模拟两个相互作用的铯原子系统，包括激发态的自发发射和参数涨落，我们得到了一个在$0.12~μ$ s操作时间内保真度为0.9985的里德伯阻塞CZ门。我们的门程序提供CZ门，优于国家的最先进的实验CZ门和模拟CZ门的基础上绝热驱动的原子。我们的研究结果表明，我们的门程序进行重大的潜力，实现可扩展的量子计算使用中性原子。
2022-06-17 quant-ph
Fast generation of N-atom Greenberger-Horne-Zeilinger state in separate coupled cavities via transitionless quantum driving
利用量子Zeno动力学和Berry提出的“无跃迁量子驱动（TQD）”方法构造绝热通道捷径（STAP），提出了一种在光纤连接的分离腔中一步操作快速产生多原子GHZ态的方案.我们首先详细介绍了利用TQD产生三原子GHZ态的过程，然后将TQD方案与传统的绝热通过方案进行了比较。最后通过数值模拟讨论了各种退相干因素，如自发发射、腔衰减和光纤光子泄漏对退相干的影响。结果表明，TQD方案具有快速、对原子自发发射和光纤光子泄漏不敏感等优点。此外，该方案在理论上可以直接推广到N原子GHZ态的产生。
2015-05-19 quant-ph
Experimental Implementation of Generalized Transitionless Quantum Driving
众所周知，通常需要高强度场来通过无相变量子驱动（TQD）实现绝热性的捷径。在这里，我们表明可以通过利用广义TQD的规范自由度来放宽这一要求，该规范自由度在模拟绝热演化时用任意相位表示。我们实验研究了广义TQD的性能与传统的TQD和绝热动力学的比较。利用$^{171}$ Yb $^+$囚禁离子超精细量子比特，我们实现了Landau-Zener绝热哈密顿量及其（传统的和广义的）TQD对应物.我们表明，广义理论提供了最佳可实现的哈密顿TQD，不需要额外的字段。此外，能量最优TQD哈密顿的Landau-Zener模型下的失相。值得注意的是，即使使用较低强度的字段，最佳TQD表现出更强大的对散肩环境的性能优于绝热动力学提供的性能。
2018-07-23 quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics of quantum processes assisted by transitionless quantum driving: the role of initial state preparation
绝热演化被认为是大多数热力学循环的理想情况，因为它允许实现最大效率。然而，鉴于执行变换所需的无限时间量，不产生功率输出。这种问题可以通过绝热捷径（STA）协议来克服，该协议允许动态模拟其绝热对应物，但在有限时间内。无跃迁量子驱动（TQD）是STA的一种形式。我们发展并研究了TQD对变化磁场作用下的单量子比特系统和具有含时相互作用强度的一般双量子比特海森堡模型的影响。我们建立了一个定量的工作之间的关系产生的动力学和熵产生的演变，专注于工作介质的初始状态所发挥的作用。我们确定了TQD协议下的极端化性能的状态。最后讨论了STA的热力学意义。
2020-02-14 quant-ph
High Fidelity Quantum Gates beyond spectral selection
在量子控制和实现量子信息处理中，驱动特定跃迁而不包括不期望的跃迁是一个普遍存在的问题。这个问题变得越具有挑战性，所需的过渡耦合到控制场越弱，系统的频谱越密集。与明确的例子中的一个被困的离子，我们展示了如何时间形状的驱动有助于提高保真度的门操作超出常规的光谱选择的共振驱动的过渡。我们选择边带跃迁的显式示例，因为边带跃迁与控制场的耦合比载波跃迁弱。因此，驱动边带过渡没有载波激励，使我们能够测试经常使用的控制工具的限制，我们讨论他们的潜力和局限性。
2018-07-16 quant-ph
Dissipation-induced topological phase transition and periodic-driving-induced photonic topological state transfer in a small optomechanical lattice
我们提出了一个在实际参数范围内研究基于小光力学晶格的拓扑相变和拓扑状态转移的方案。通过设计有效的光机耦合，我们发现光机晶格可以等价于一个拓扑非平凡的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型。特别地，通过控制腔场的衰减和光机耦合，光机晶格经历了拓扑非平凡SSH相和拓扑平凡SSH相之间的相变.我们强调拓扑相变主要是由腔场的衰减引起的，这是违反直觉的，因为耗散通常是有害的系统。此外，我们还研究了基于小光力学晶格的拓扑保护边缘通道在两个腔场之间的光子态转移。我们发现，通过将具有周期性驱动振幅的外激光引入腔场，可以实现拓扑零能模辅助下的量子态转移。我们的方案为基于微纳光力学量子光学平台的光子拓扑绝缘体的映射提供了基础性和深刻的解释。
2020-09-01 quant-ph
Physically feasible three-level transitionless quantum driving with multiple Schrödinger dynamics
三能级量子系统具有一些二能级量子系统所没有的特性，如电磁感应透明、相干捕获、拉曼散射等，在固态量子信息处理中发挥着重要作用。在这里，我们介绍了一种方法来实现物理上可行的三能级无跃迁量子驱动与多薛定谔动力学（MSD）。它可以用于精确控制三能级量子系统的非绝热布居数转移和纠缠产生。此外，我们提出了一个实验上可实现的混合架构，基于两个氮空位中心合奏耦合到传输线谐振器，实现我们的无过渡方案，需要更少的物理资源和简单的程序，它是更强大的对环境噪声和控制参数的变化比传统的绝热通道技术。这些特性为MSD在稳健量子信息处理实验中的进一步应用提供了启发。
2016-07-08 quant-ph
Efficient Generation of the Triplet Bell State Between Coupled Spins Using Transitionless Quantum Driving and Optimal Control
考虑z方向上一对具有Ising相互作用的耦合自旋，研究了有效产生三重态Bell态的问题。本文首先分析了无跃迁量子驱动绝热性方法，指出了它在可用持续时间趋于零时的局限性。在这个短的时间限制，我们明确地计算方法的保真度，并发现它是远远低于单位，无论多大成为可用的控制领域。我们发现，有一个下限的必要时间来完成这一转移，设置自旋之间的相互作用的有限值。然后，我们使用数值最优控制，找到bang-bang脉冲序列，以及平滑控制，它可以在尽可能短的时间内产生高水平的目标贝尔态。本工作的结果不仅限于自旋系统，但预计也可以在其他物理系统中找到应用，这些系统可以被建模为相互作用的自旋，例如耦合量子点。
2018-12-14 quant-ph
Phase-dependent decoherence of optical transitions in Pr3+:LaF3 in the presence of a driving field
在二能级系统中，光学跃迁偶极矩的正交相位分量的退相干时间被观测到相差一个数量级。在相干瞬态实验中观察到这种相位各向异性，其中在长时间的退相干期间存在光学驱动场。与NMR自旋锁定技术类似，与双脉冲光子回波得到的T_2相比，与驱动场同相的偶极矩分量的退相干时间延长。
2004-02-26 cond-mat.other quant-ph
Fast non-Abelian geometric gates via transitionless quantum driving
一台实用的量子计算机必须能够在一组量子比特（qubit）上执行高保真度的量子门。在噪声的存在下，实现这样的门提出了艰巨的挑战。几何相位具有固有的噪声容忍特性，有望实现稳健的量子计算。特别是量子完整论，即，非阿贝尔几何相位，由于它们的非交换性，自然导致普遍的量子计算。虽然已经提出了基于绝热完整性的量子门，但缓慢的演化最终会损害量子比特的相干性和计算能力。在这里，我们提出了一个通用的方法来加快实现绝热完整门，通过使用无过渡驱动技术，并显示如何在超导电路架构中的快速几何量子门的通用集合可以得到一个全几何的方法。与标准的非绝热完整量子计算相比，在长运行时间极限下，我们的方法得到的完整性渐近地趋向于绝热方法，从而为实现实用的量子计算机开辟了一个新的视野.
2015-12-22 quant-ph
Spontaneous symmetry breaking in a quadratically-driven nonlinear photonic lattice
本文研究了在双光子相干驱动下，受驱动耗散玻色-哈伯德晶格中发生的相变，其特征是离散对称性的自发破缺。驱动项没有完全提升原始的$U(1)$对称性，留下离散的$\mathbb{Z}_2$对称性。当驱动玻色-哈伯德带的底部时，稳态的平均场分析揭示了从对称相位到具有有限玻色场期望值的准相干态的二阶跃迁。对于较大的驱动频率，相图示出了第三区域，其中两相都是稳定的，并且转变变为一阶。
2017-09-19 quant-ph
Shortcuts to adiabatic holonomic quantum computation in decoherence-free subspace with transitionless quantum driving algorithm
利用无跃迁量子驱动算法（TQDA），我们提出了一种快速实现完整量子计算（HQC）的有效方案。它工作在无消相干子空间（DFS）中，可以在尽可能短的时间内加速绝热过程。更有趣的是，我们给出了一个物理实现我们的快捷方式HQC与氮空位中心的钻石分散耦合到一个回音壁模式微球腔。通过适当地控制外部激光脉冲的频率，可以有效地实现。此外，我们的计划具有良好的可扩展性与更多的量子比特。与以往工作不同的是，我们首先利用TQDA在DFS中实现了一个通用的HQC，不仅包括两个非对易的加速单量子比特完整门，而且包括一个加速的双量子比特完整控制相位门，这为通用量子计算所需的完整门集提供了必要的捷径。此外，我们的实验上可实现的捷径只需要两体相互作用，而不是四体相互作用，它们工作在色散制度，这大大放松了它们的物理实现在实验中的困难。我们的数值计算表明，目前的方案是强大的退相干与当前的实验参数。
2016-02-01 quant-ph
Control of spectroscopic features of multiphoton transitions in two coupled qubits by driving fields
研究了两个耦合磁通量子比特的量子能级布居行为随外驱动场特性的变化。在隧道分裂能较小的情况下，得到了任意控制场振幅下多光子跃迁几率的显式表达式。我们描述了可控的功能，它们的形成，从而创建或破坏纠缠的系统偏置调谐上的直接级间跃迁，并在过渡期间通过中间状态。我们发现了量子位数反转的一个特征，其结果是共振位置与量子位耦合强度无关。利用Floquet-Markov方程，我们数值地证明了多光子共振的位置对于耗散过程是稳定的。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of a two-level system under strong driving: quantum gate optimization based on floquet theory
在Floquet理论的框架下，我们研究了由强、短共振脉冲驱动的二能级系统（量子比特）的动力学。首先，我们推导出的准能量和Floquet态的驱动系统的解析表达式。如果脉冲幅度变化非常缓慢，系统将自动遵循瞬时Floquet状态，其获得的动力学相位取决于准能量随时间的演化。由两个Floquet状态获得的相位之间的差异对应于量子比特状态旋转，将拉比振荡的概念推广到大驱动振幅的情况。如果脉冲幅度变化非常快，则演化是非绝热的，在Floquet状态之间发生跃迁。我们利用绝热微扰理论和精确的数值模拟对脉冲过程中的非绝热跃迁进行了定量分析。我们发现，对于脉冲上升和下降时间和最大驱动幅度的某些组合，相消干涉效应导致Floquet状态之间的转换的非常强的抑制。这种效应提供了量子控制协议的基础，我们将其命名为绝热基中的Floquet干涉有效抑制跃迁（FIESTA），该协议可用于设计超快高保真单量子位量子门。
2016-12-10 quant-ph
Non-Gaussian Precision Metrology via Driving through Quantum Phase Transitions
提出了一种利用纠缠非高斯态实现高精度量子干涉测量的方案，即通过量子相变来驱动系统。光束分裂是通过驱动系统从非简并态到简并态而实现的，其中初始非简并基态演化为高度纠缠态。因此，光束的复合，其中的输出状态在询问后变得逐渐解开，是通过驱动系统从简并状态到非简并状态来完成的。在询问过程中积累的相移可以通过人口测量轻松推断。我们应用我们的计划玻色凝聚原子和囚禁离子，并发现海森堡有限的精度标度可以接近。我们提出的方案不需要单粒子分辨检测，是在目前的实验技术范围内。
2018-01-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum phase transition with inhomogeneous driving in the Lechner-Hauke-Zoller model
研究了Lechner-Hauke-Zoller模型的零温相图。导出了有限尺寸系统和热力学极限下自由能和临界系数的解析表达式，并进行了数值验证。为了改善标准量子退火，我们引入了一个非均匀驱动的横向场与一个额外的时间相关的参数，允许一个逃避一阶量子相变，从而大大提高效率的基态制备。
2020-04-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Transitionless quantum driving based wireless power transfer
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
基于无过渡量子驱动算法，实现高效的无线电力传输，显著提升传输速度并增强对耦合变化和固有损耗的鲁棒性。
2017-06-13 physics.app-ph quant-ph
Enhanced four-wave mixing via elimination of inhomogeneous broadening by coherent driving of quantum transition with control fields
研究表明，在辅助电磁场的辅助下，来自宽速度区间的原子可以同时参与无多普勒双光子共振远频率简并四波混频.这引起在光学厚介质中产生的输出辐射的显著增强。给出了典型实验条件下的数值例子。
2000-05-22 physics.optics quant-ph
Optimizing NMR quantum information processing via generalized transitionless quantum driving
高性能的量子信息处理需要有效地控制不期望的散肩效应，这存在于现实的量子动力学中。为了解决这个问题，一个强大的策略是采用无跃迁量子驱动（TQD），其中添加额外的场来加速量子系统的演化，与自然退相干时间尺度相比，在短时间内达到所需的状态。在本文中，我们提供了一个实验研究的性能的广义方法TQD实现快捷方式的绝热核磁共振（NMR）。作为第一个讨论，我们考虑了含时旋转磁场中的单核自旋$\frac{1}{2}$系统。虽然绝热动力学违反了共振的情况下，TQD哈密顿被证明是强大的对共振，使我们能够模仿绝热行为，即使在一个快速的演变下的原始（绝热）哈密顿的共振配置。此外，我们表明，广义TQD理论需要更少的能源，与强度的磁场小于标准TQD所需的。作为第二个讨论，我们分析了单量子位绝热门的捷径的实验实现。通过采用广义TQD，我们可以提供可行的与时间无关的驱动哈密顿量，这些哈密顿量根据用于实现量子动力学的脉冲数进行优化。分析了绝热和广义TQD演化对典型消相干过程的鲁棒性。
2020-03-13 quant-ph
Driving-induced multiple ${\cal PT}$-symmetry breaking transitions and reentrant localization transitions in non-Hermitian Floquet quasicrystals
时间周期驱动场和非厄米效应的协同作用可以赋予系统独特的光谱和输运性质。在这项工作中，我们发现了一类有趣的非厄米Floquet物质在一维准晶，其特征在于出现多个驱动诱导的${\cal PT}$对称性破缺/恢复，流动性边缘，和重入本地化过渡。通过研究周期猝灭非互易Harper模型的谱、能级统计、逆参与比和波包动力学，证明了这些发现。我们的结果不仅揭示了驱动非埃尔米特准晶中局域化现象的丰富性，而且还强调了Floquet方法在开放系统中产生独特类型的非平衡相方面的优势。
2022-08-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Engineering exotic second-order topological semimetals by periodic driving
二阶拓扑半金属具有铰链费米弧。如何在不同的系统中生成它们引起了人们的广泛关注。我们提出了一个计划，创造异国情调的SOTSM周期驱动。通过周期性驱动，可以容易地产生节点和铰链费米弧数目可调、相邻节点具有相同手征、节点和环共存的新型Dirac SOTSM.当时间反演对称性被破坏时，我们的方案允许我们实现铰链和表面费米弧共存的混合阶Weyl半金属。我们的Weyl半金属具有丰富的二维切片零模和$π/T$模拓扑相的混合，其可以是正常绝缘体、陈氏绝缘体和二阶拓扑绝缘体的任何组合。该方案丰富了拓扑半金属族，为周期驱动人工合成奇异拓扑相提供了一种方便的途径。
2021-11-16 cond-mat.str-el quant-ph
Two-level systems with periodic $N$-step driving fields: Exact dynamics and quantum state manipulations
在这项工作中，我们得到了一个动力学方程的精确解，它可以代表所有的二能级厄米系统的周期$N$阶跃驱动场驱动。对于不同的物理参数，该动力学方程显示了周期$N$阶跃驱动系统的各种现象。与时间相关的跃迁几率可以用一个由离散频率的余弦函数组成的一般公式来表示，并且值得注意的是，这个公式适用于任意参数区域。此外，仅几个余弦函数（即，一到三个主频率）足以描述周期性$N$步进驱动系统的实际动态。{此外}我们还发现当两个（或三个）主频率相似时，跃迁几率会出现跳动。在利用周期性$N$阶跃驱动场进行量子态操控方面也展示了一些应用。
2021-10-26 quant-ph
Sideband transitions in a two-mode Josephson circuit driven beyond the rotating wave approximation
在时间上周期性地驱动量子系统在量子态的相干控制中起着至关重要的作用。旋波近似（RWA）是研究弱场和近共振场的一种很好的近似方法。然而，这些实验有时需要大的失谐和强驱动场，RWA可能不成立。在这项工作中，我们的实验，数值模拟和分析探讨强驱动的双模约瑟夫森电路的制度，强驱动和大失谐。具体地，我们研究了分束器和双模压缩的两个模式之间的相互作用引起的驱动双光子边带跃迁。使用数值模拟，我们观察到，RWA是无法正确地捕捉边带跃迁率的幅度。我们验证了这一发现使用的分析模型，是基于微扰校正。我们发现，在研究的制度中的RWA的故障不会导致定性不同的动力学，但给出了相同的结果，在较高的驱动强度的RWA理论，提高耦合率相比，人们会预测。这是一个有趣的结果相比，载流子跃迁的情况下，在击穿的RWA的结果在定性不同的时间演化的量子态。我们的工作提供了一个洞察的时间周期性驱动的系统的行为超越RWA。我们还提供了一个强大的理论框架，包括这些发现在电路量子电动力学的量子协议的计算和校准。
2021-06-23 quant-ph
Dynamic phase transitions of a driven Ising chain in a dissipative cavity
本文研究了在外加横向光场驱动下耗散腔中伊辛链的非平衡量子相变。当驱动和耗散平衡时，系统可以达到一个非平衡稳态，随着驱动强度的增加，系统发生超辐射相变。有趣的是，超辐射场反过来改变了伊辛链的有效偏置，并驱动其自身在铁磁和顺磁相之间的转变。我们研究了这个具有复杂行为的系统中丰富的物理学，并研究了其动力学中的重要问题，如系统的稳定性和相变的临界性。
2016-10-08 quant-ph
Floquet quantum multiparameter estimation with periodic-driving-induced topological phase transition
School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）
基于 Floquet 理论框架，提出一种适用于周期驱动系统的量子多参数估计策略，揭示了拓扑相变边界附近参数估计精度的海森堡极限增强及测量不相容性的振荡消失。
2026-05-06 quant-ph
Driving Rydberg-Rydberg transitions from a co-planar microwave waveguide
本文报道了共面固态波导中氦里德伯原子系综与微波场的相干相互作用。用选择性电场电离方法研究了主量子数在30 ~ 35范围内的态在25 ~ 38 GHz频率范围内的Rydberg-Rydberg跃迁。一个实验装置冷却到100 K被用来减少黑体辐射的影响。从波导的表面发出的不均匀，杂散电场已被其特征在于在频率和时间分辨的测量和相干时间的里德伯原子的顺序为250纳秒已被确定。
2011-10-06 physics.atom-ph quant-ph
Off-resonant modulated driving gate protocols for two-photon ground-Rydberg transition and finite Rydberg blockade strength
近年来，通过非共振调制驱动的双量子比特控制相位门的概念被引入到中性原子量子比特平台中，用于单光子和双光子基态里德堡跃迁。为了实际上达到更好的性能，需要进一步的发展来克服这种有前途的方法在以前的讨论中的一些已知的限制。在这里，我们彻底分析了各种调制风格的双光子跃迁，展示了非共振调制驱动协议的多功能性。此外，我们表明，它是可能的，以改善特定的有限里德伯封锁强度值的性能改进的设计过程。特别地，对封锁强度的降低的要求可以直接与中性原子的量子位阵列中的连接性的改善相关联。这些进展与原子波函数从时间演化中获得几何相位这一核心特征密切相关，该几何相位开始和结束于同一个量子态。在现有合理的实验条件下，即使考虑到技术误差和冷原子温度的影响，我们预计这些协议的保真度也可以达到NISQ的基本要求。
2022-10-01 physics.atom-ph quant-ph
Exact steady state of a Kerr resonator with one- and two-photon driving and dissipation: Controllable Wigner-function multimodality and dissipative phase transitions
我们目前的稳态密度矩阵的一般类的驱动耗散系统组成的非线性克尔谐振器中存在的相干（单光子）和参数（双光子）驱动和耗散的精确结果。由于解析解，通过复杂的P-表示形式主义，我们能够探索任何制度，包括光子封锁，多光子共振效应，和介观制度与大光子密度和量子关联。我们展示了如何单光子和双光子驱动之间的相互作用提供了一种方法来控制的多模态的维格纳函数的制度，半经典理论表现出多稳定性。我们还研究了在大光子数的热力学极限下耗散相变的出现。
2016-09-27 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Exponential Speedup of Quantum Annealing by Inhomogeneous Driving of the Transverse Field
我们表明，对于量子退火，在有和没有纵向随机场的p体相互作用平均场型模型中，某种类型的横向场的非均匀驱动擦除一阶量子相变。由于一阶相变由于指数小的能隙而对量子退火（绝热量子计算）造成严重困难，因此去除一阶相变意味着退火过程的指数加速。本方法可以作为一个简单的协议，量子退火的性能增强，补充非随机哈密顿。
2018-01-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interband and intraband transitions, as well as charge mobility in driven two-band model with electron phonon coupling
本研究在含电子-声子耦合的驱动双带模型中，开发了FSH和FMF方法模拟电子动力学，发现周期性驱动能增强带间跃迁、抑制带内跃迁并限制电荷迁移率。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transitionless Quantum Driving of the Tomonaga-Luttinger Liquid
本研究提出一种快速绝热捷径协议，利用含时朝永-拉廷格液体与量子振子集合的等价性，通过反绝热驱动和辅助控制场快速制备该液体的相互作用态，给出控制场闭式表达式并验证其抑制激发的有效性。
2025-03-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Floquet dynamical quantum phase transitions under synchronized periodic driving
我们研究了一类同步周期驱动下的费米子双带模型，即，其中哈密顿量中的不同项受到具有相同频率和相位的周期性驱动。与所有的模式最初在最大混合状态，同步驱动器被发现产生非周期性图案的动态量子相变，其外观由相互作用的能带结构和驱动器的频率。在横向磁场中的各向异性XY链的情况下，转录到一个有效的两带模型的研究表明，模式来与量子化的几何相位，允许一个有效的动力学序参量的建设。在强磁场的极限数值研究揭示了不同的信号的前体动力学量子相变也当XY链的初始状态被扰动稍微远离最大混合，这表明过渡可能是实验访问。提出了一个围绕激光捕获圆形里德伯原子的实验蓝图。
2022-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Driving a Quantum Phase Transition at Arbitrary Rate: Exact solution of the Transverse-Field Ising model
本文研究了横场Ising模型中以任意速率驱动量子相变的临界动力学，通过精确对角化和抛物柱面函数求解，完整解析了从慢驱动到突然猝灭极限的扭结数统计及其非普适行为。
2025-01-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Competition between relaxation and external driving in the dissipative Landau-Zener problem
利用准绝热传播子路径积分方法研究了耗散环境中的Landau-Zener跃迁。它允许获得所涉及的参数的全范围的数值精确的结果。我们发现了一个非单调的依赖关系的朗道-齐纳跃迁概率的扫描速度，这是解释一个简单的物理图片。这一功能的结果从一个非平凡的松弛过程和外部扫描之间的竞争，并没有被捕获的微扰方法。除了朗道-齐纳跃迁概率，我们研究了激发生存概率，也提供了一个定性的理解所涉及的竞争的时间尺度。
2012-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical many-body delocalization transition of a Tonks gas in a quasi-periodic driving potential
量子被踢转子是众所周知的显示动态（安德森）本地化。最近的研究表明，一个周期性地被踢的Tonks气体总是会局部化并收敛到一个有限能量的稳态。该稳态已经被描述为有效热的，其有效温度取决于井涌的参数。在这里，我们研究了一个推广的准周期驱动与三个频率，没有相互作用，有一个金属绝缘体安德森过渡。我们发现，准周期踢Tonks气体经历一个动态的多体离域转变时，踢强度增加。定域相仍然由低有效温度描述，而离域相对应于无限温度相，温度随时间线性增加。在临界点处，Tonks气体的动量分布在小动量和大动量处显示出不同的标度（与非相互作用的情况相反），这标志着单参数标度理论的崩溃。
2023-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum annealing of the $p$-spin model under inhomogeneous transverse field driving
我们求解了时空非均匀横场作用下的类平均场$p$ -自旋伊辛模型，研究了非均匀性对量子退火性能的影响.我们发现，有问题的一阶量子相变下出现的传统的均匀场协议可以避免，如果温度为零，并在有限的时间后，本地字段是完全关闭网站。当这些理想条件不满足时，就会出现一系列新的一阶跃迁，这使得我们无法在避免一阶跃迁的同时驱动系统。然而，在这些非理想的条件下，可以获得定量的改善，在自由能景观的隧道势垒更窄。与经典模拟退火的比较在理想情况下建立了有限的量子优势，因为与量子情况相比，模拟退火中的非均匀温度驱动不能去除一级跃迁。自旋矢量蒙特卡罗的经典模型也进行了分析，我们发现它有相同的热力学相图的量子模型在理想情况下，与偏差出现在非零温度。
2018-10-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Optically driving the radiative Auger transition
在辐射俄歇过程中，光学衰减伴随着其他载流子的同时激发。辐射俄歇过程在光学发射光谱中产生弱的红移伴峰。这些卫星峰已经在很大的光谱范围内被观察到：在原子的X射线发射中;在半导体和量子发射器中的施主上接近可见光频率;以及在二维系统中作为振动线的红外频率。迄今为止，关于辐射俄歇过程的工作主要集中在探测自发发射上。然而，辐射俄歇过程导致光子发射的事实表明，跃迁也可以被光学激发。在这种反向辐射俄歇过程中，激发将对应于同时的光子吸收和电子去激发。在这里，我们演示了半导体量子点中三电子的辐射俄歇跃迁的光学驱动。辐射俄歇和基本跃迁一起形成一个$Λ$ -系统。在同时驱动该$Λ$ -系统的两个跃迁时，我们观察到荧光信号减少高达$70\%$。我们的研究结果表明，一种类型的光学寻址过渡连接少体库仑相互作用的量子光学。这些结果开辟了在单量子发射器上进行太赫兹光谱的可能性，具有光学的所有优点：相干激光源，高效和快速的单光子探测器。类似于电子自旋的光学控制，辐射俄歇和基本跃迁之间的$Λ$系统允许对发射体的轨道自由度进行光学控制。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Counterdiabatic driving for random-gap Landau-Zener transitions
Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione Milano-Bicocca, Parma group（意大利国家核物理研究所（INFN），米兰-比科卡分校帕尔马小组）
本文提出一种反常驱动方法，用于在随机间隙下实现高效的朗道-泽纳跃迁，通过优化控制场减少平均跃迁概率。
2026-01-15 physics.atom-ph quant-ph
Geometry of system-bath coupling and gauge fields in bosonic ladders: manipulating currents and driving phase transitions
与环境接触的量子系统显示出从耗散项和哈密顿项之间的相互作用中出现的丰富的物理学。在这里，我们专注于系统和浴之间的耦合的几何形状的作用。在具体的，我们考虑了一个耗散边界驱动的阶梯存在的规范场，它可以实现与离子微阱阵列。我们表明，根据几何形状，由浴施加的电流可以强烈影响的规范场导致非平衡相变。在不同的阶段，电流的大小及其空间分布都有显着差异。这些发现允许新的策略来操纵和控制量子系统中的传输特性。
2016-09-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Phase transitions in electron spin resonance under continuous microwave driving
我们研究了连续微波辐射下强耦合电子与耗散环境相互作用的系综，这是一个与核磁共振中高极化非平衡态的产生有关的问题。我们分析的动态，描述在Lindblad主方程框架内，在平均场近似水平的定态。这种方法使我们能够识别由电子相互作用的分布控制的高和低极化相之间的稳态相变。我们比较平均场的预测数值精确模拟的小系统，并找到很好的协议。我们的研究突出了观察集体现象的可能性，如亚稳态，相变和适当设计的顺磁系统中的临界行为。这些现象发生在理论上不能通过常规方法处理的低温区域，例如，自旋温度方法。
2017-03-21 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Floquet second-order topological insulators in non-Hermitian systems
在$d$维系统中，二阶拓扑绝缘体（SOTI）的特征是存在$(d-2)$维边界态。非厄米性导致的体边界对应（BBC）的崩溃和系统的周期性驱动通常使非厄米SOTI的描述变得模糊。为了促进SOTI的应用，我们探讨了周期驱动在可控地创建奇异的非厄米SOTI的2D和3D系统中的作用。提出了一种通过这种非平衡系统的体拓扑来恢复BBC的方案和对SOTI的完整描述。结果表明，在周期性驱动下，可以产生丰富的奇异非厄米SOTI，其二维角态和三维铰链态的数目可调，一阶和二阶拓扑绝缘体共存.我们的结果丰富了拓扑相的族，可能会启发探索应用SOTI通过调整角/铰链状态的数量的周期性驱动。
2021-01-31 cond-mat.str-el quant-ph
Engineering Floquet Dynamical Quantum Phase Transition
Floquet动力学量子相变（FDQPT）是由观测量在时间上的非解析行为表征的。在这项工作中，我们引入了一个无猝灭和通用的方法来工程和控制FDQPT的纯和混合Floquet状态。通过对一类自旋链模型施加具有两个相称驱动频率的时间周期调制，我们发现在每个驱动周期内存在多个FDQPT。返回概率的非解析尖点在时域上形成子格结构。值得注意的是，这些尖点的数量和时间位置可以通过调整哈密顿参数和驱动器的较高频率来灵活控制。我们进一步使用动态拓扑序参量（DTOP）来识别FDQPT的拓扑特征，DTOP在DQPT发生时表现出量子化的跳跃。我们的发现揭示了多频驱动场工程非平衡相变的优势。
2022-09-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
