Two-qubit gates using adiabatic passage of the Stark-tuned Förster resonances in Rydberg atoms
基于斯塔克调谐Förster共振里德堡态双绝热过程中的确定性相位积累，提出了超冷中性原子的受控Z门和受控非门方案.详细分析了二能级量子系统中双绝热过程中的确定性相位积累效应。讨论了矩形光强分布非线性啁啾脉冲的绝热快速通过。从Förster共振的能量失谐的非线性时间依赖性被用来实现里德伯态之间的人口转移的高保真度。以铯原子里德伯原子中$90S+96S\to 90P+95P$斯塔克调谐的Förster共振为例，研究了双量子比特门的保真度.
2016-12-02 quant-ph
Geometric Phase Gates with Adiabatic Control in Electron Spin Resonance
高保真量子操作是容错量子信息处理的关键要求。在电子自旋共振中，量子自旋的操纵通常是通过依赖于时间的微波场来实现的。与传统的动态方法相比，绝热几何相位操作预计对某些类型的噪声和场不均匀性不太敏感。在这里，我们调查这样的相位门应用于电子自旋通过模拟和实验，表明绝热几何相位门确实是固有的强大的不均匀性，在所施加的微波场强度。虽然对于不均匀性<= 10%的情况，与纠错复合脉冲相比，绝热方法仅具有很小的优势，但在场不均匀性相当大的情况下，绝热方法显示了其潜力。
2013-03-26 quant-ph
Fluctuations of work in nearly adiabatically driven open quantum systems
我们扩展的量子跳跃方法，以近磁驱动的开放量子系统的方式，允许一个准确的帐户的外部驱动系统与环境的相互作用。利用这个框架，我们构建了相应的依赖于系统上进行的工作，并推导出近绝热驱动的积分涨落定理和Jarzynski等式。我们表明，这样的身份举行，只要随机动力学和工作变量是一致的定义。我们数值研究了二能级量子系统的新兴功统计，发现传统的非绝热近似无法捕捉到驱动产生的一些突出特征，如功概率密度的连续性。我们的研究结果揭示了在未来的实验探测跳跃时间分布的驱动器穿着热交换使用准确的表达式的必要性。
2015-03-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
An Adiabatic Theorem for Resonances
我们证明了量子绝热定理的一个强有力的推广。该定理适用于具有共振态而不是束缚态的系统，以及仅知道近似束缚态的系统。为了证明该定理在具体情况下的实用性，我们将其应用于形状共振。
2010-02-08 math-ph math.MP quant-ph
Numerical Engineering of Robust Adiabatic Operations
绝热操作在物理、化学和量子信息科学的许多领域中是强有力的量子控制工具。然而，由于绝热性的固有鲁棒性可能在需要短进化时间的应用中受损。我们提出了一个单一的通用的基于梯度的优化协议，结合绝热控制与有效的哈密顿工程，以设计绝热操作量身定制的实验装置的特定缺陷和资源。该协议的实用性证明了工程的快速，2.3拉比周期长的绝热反转脉冲的磁共振与内置的鲁棒性拉比场的不均匀性和共振偏移。在固态样品上的纳米级力检测磁共振实验中验证了脉冲的性能和鲁棒性，表明整体平均反演精度为$\sim 99.997\%$。我们进一步展示了我们的协议的效用，通过提供绝热脉冲的例子强大的自旋-自旋相互作用，参数选择操作和操作连接任意状态，每个实验的动机。
2021-05-01 quant-ph
General conditions for a quantum adiabatic evolution
哈密顿矩阵元的变化率相对于能谱带隙的平方的微小性通常被认为是量子绝热演化的关键参数。然而，它只对标度时间哈密顿和共振过程以及非共振可能的建设性Stückelberg干涉效应扰动有效，违反了一般哈密顿的这一通常条件。在二能级系统的框架下，导出并研究了更一般的绝热量子演化条件和绝热量子演化的精确边界。在哈密顿矩阵元及其导数单调性变化较少的情况下，恢复了实二能级哈密顿的通常判据。
2006-07-18 quant-ph
Controlling vibrational cooling with Zero-Width Resonances: An adiabatic Floquet approach
在分子光解离中，激光参数（波长和强度）的某些特定组合会导致意想不到的零宽共振（ZWR），原则上具有无限寿命。他们对诱导基本猝灭机制的兴趣最近被设计用于通过过滤策略的振动冷却的激光控制[O。Atabek等人，A87，031403（R）（2013）]。基于绝热的Floquet哈密顿量的全量子绝热控制理论的发展，以显示如何激光脉冲可以是锯齿形和频率啁啾，以保护一个给定的初始振动态免于解离，利用其连续运输相应的ZWR，所有沿脉冲持续时间。与实际遭受非绝热污染的先前控制方案相比，实现了完全不同且更有效的过滤目标。半经典分析有助于在激光参数平面中找到和解释ZWR的完整图。此外，在半经典方法确定的完整系列中，给定ZWR路径的选择对于冷却方案至关重要，目标是在脉冲结束时留下的单个振动态人口，而所有其他人几乎完全衰变。说明性的例子，提供了潜在的被转置到其他化学物质，是钠2制备的光缔合振动热，但反射和旋转冷状态。
2016-07-25 quant-ph
Geometric phase and non-adiabatic resonance of the Rabi model
我们研究了反向旋转项对几何相位的影响及其与Rabi模型共振的关系。我们将单参数幺正变换应用于Rabi模型，得到了包含多个调和项的变换后的哈密顿量。将反转杂化双折射波方法与含时微扰理论相结合，系统地求解了时间演化算符，得到了二能级系统的几何相位。我们的结果超越了绝热近似和行波近似。当驱动频率等于拉比频率的高次谐波时，发生高次谐波共振。与数值精确结果相比，我们的计算结果在很宽的参数空间范围内都是精确的，特别是在高次谐波共振区域。在这些制度中，我们证明几何相位变化显着，而那些RWA是光滑的。即使驱动力非常弱，RWA也完全无效。我们发现高次谐波项对循环态起着重要的作用，并揭示了高次谐波共振区几何相位的特征。我们还提出了几何相位和准能的变化率的解析形式，即使在强驱动的情况下，也与数值精确的一致。该方法可用于研究强驱动量子比特的动力学和高次谐波过程的物理性质。
2021-10-04 quant-ph
Quantitative Determination of the Adiabatic Condition Using Force-Detected Nuclear Magnetic Resonance
利用室温核磁共振力显微镜研究了微米级氯化铵晶体中质子自旋循环绝热反转的绝热条件。观察到的绝热条件变得违反了系统的信号噪声退化。绝热跟随理论适用于循环绝热反演的审查和实施，定量确定绝热阈值$(γH_1)^2/(ω_{osc}Ω) = 6.0$从我们的实验结果。
2006-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Adiabatic light propagation in nonlinear waveguide couplers with longitudinally varying detunings via resonance-locked inverse engineering
提出基于STIRAP的共振锁定逆工程方法，利用纵向变化失谐动态抑制非线性导致的非绝热振荡，实现光的完全转移、分束与返回。
2023-01-14 physics.optics quant-ph
Adiabatic Quantum State Manipulation of Single Trapped Atoms
我们使用微波诱导绝热通道内的光学囚禁单个中性Cs原子的字符串的选择性自旋翻转。我们利用磁场梯度使原子的跃迁频率随位置变化。为了翻转选定原子的自旋，我们用光学方法测量它的位置，并在其各自的共振频率上扫描微波频率。我们分析了该方案的寻址分辨率和实验鲁棒性。此外，我们表明，绝热自旋翻转也可以诱导与一个固定的微波频率确定性运输的原子通过共振的位置。
2005-05-31 quant-ph
Use of non-adiabatic geometric phase for quantum computing by nuclear magnetic resonance
几何相位在科学的许多领域都有潜在的应用，这激发了人们的研究兴趣。其中之一就是容错量子计算。量子计算的先决条件是通过量子比特的受控动力学实现受控逻辑门。在受控动力学中，一个量子比特经历相干演化并获得适当的相位，这取决于其他量子比特的状态。如果演化是几何的，则所获取的相位仅取决于所执行的路径的几何形状，并且对于某些类型的错误是鲁棒的。这种现象导致了固有的容错量子计算。在这里，我们提出了一种技术，使用非绝热几何相位的量子计算，使用选择性激发。在一个双量子比特系统中，我们选择性地演化出一个合适的子系统，其中控制量子比特处于态|1>，通过闭合电路。通过这种演变，目标量子位获得由控制量子位的状态控制的相位。使用这些几何相位门，我们演示了Deutsch-Jozsa算法和Grover的搜索算法在两个量子比特系统中的实现。
2005-03-03 quant-ph
Resonant Adiabatic Passage with Three Qubits
我们研究了绝热量子隐形传态的非绝热实现，发现通过共振可以达到完美的保真度。我们阐明了隐形传态的物理机制，为三个量子比特，通过映射到两个平行的和相互相干的绝热通道的动力学。通过转换到绝热框架中，我们用自旋为1/2的粒子的磁共振来解释这种共振。我们的结果建立了一个快速和鲁棒的方法来转移量子态，并提出了一种替代路线向高精度量子门。
2012-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity QED with tunneling: an application of adiabatic elimination in quantum trajectory theory
我们模拟了腔中单个原子与两束激光相互作用的演化过程，一束远共振产生了光学势格，另一束近共振可以与原子相互作用。原子可以在晶格中的位置之间穿隧。我们发现光子计数统计量$g^{(2)}(τ)$依赖于隧穿率。此外，我们还导出了在相同情况下，在约瑟夫森结区，对玻色-爱因斯坦凝聚体的工作方法。结果表明，$g^{(2)}(τ)$中的振荡与隧穿系数成正比.我们在坏腔极限下工作，并给出了绝热消去在量子轨道理论中的应用的一个例子
2018-07-26 quant-ph
Nonequilibrium Quantum Thermodynamics in Non-Markovian Adiabatic Speedup
如果要构建可靠的量子设备，了解量子系统与其环境之间的热传递无疑具有重要意义。本文研究了绝热加速过程中非马尔可夫开放系统中系统与熔池之间的传热。利用量子态扩散方程方法，计算了系统在自由演化过程中和系统受外界控制时的热流、能流和功率。虽然热流随着系统-浴耦合强度和浴温度的增加而增加，但它可以受到浴的非马尔可夫性质的限制。在没有脉冲控制的情况下，热流几乎等于能流。另一方面，在脉冲控制下，能量电流几乎等于功率。在这种情况下，我们表明，非Markovianity是一个有用的工具，通过近似绝热动力学驱动系统，在整个演化过程中，脉冲控制作用于热流和功率之间的转换。
2021-07-27 quant-ph
Floquet resonances close to the adiabatic limit and the effect of dissipation
研究了周期驱动系统中绝热极限的逼近问题。特别是专注于自旋1/2在磁场中，我们发现，当哈密顿量的参数导致的Floquet频谱中的准简并，即使该字段的频率是远远小于频谱间隙的哈密顿量的演变是不是绝热的。我们认为，这是一个普遍现象的周期性驱动系统。虽然在$ω_0$的微扰理论的基础上的解释不能给出，因为奇异的零频率限制，我们能够描述这种现象的映射到一个扩展的希尔伯特空间，在一个有效的两个频带的Wannier-Stark阶梯的共振。值得注意的是，这种现象在向环境耗散的情况下仍然存在，因此可以很容易地在实验中观察到。
2017-10-17 cond-mat.quant-gas quant-ph
Adiabatic evolution of 1D shape resonances: an artificial interface conditions approach
对一维薛定谔算子引入了由复数$θ_{0}$参数化的人工交界条件。当该复参数等于揭示形状共振的复变形的参数$θ\in i\R$时，哈密顿量变为耗散的。这使得绝热理论对于任意大的时间尺度的共振态的时间演化成为可能。根据$θ_{0}$，在多项式尺度$(h^N)_{N\in \N}$和$h\to 0$中，还检查了人工交界条件对量子输运模型中所涉及的重要定态量的影响是否如所希望的那样小。
2010-05-31 math.AP math.SP 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$的奇共振。然而，在这两种情况下，一个不同的物理机制的非绝热转变。对于厄米振荡，避免交叉的准能量观察到在奇共振和非绝热跃迁之间的两个束缚态，导致拉比flopping，可以解释为一个多光子共振过程。对于复振荡势阱，绝热性的破坏是由于在准能量交叉处出现Floquet例外点引起的。
2017-10-12 quant-ph
Change in the adiabatic invariant in a nonlinear two-mode model of Feshbach resonance passage
平均场方法最近被用来模拟原子-分子耦合玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和费什巴赫共振附近的耦合费米-玻色凝聚。扫过谐振的磁场给出了一个新的（非线性）版本的朗道-齐纳问题。我们调查相应的经典相空间的结构，并计算相应的扫描的有限速率效率的行动的变化。我们考虑非零初始作用量的情况，它对应于一些有限的初始分子分数。
2007-05-28 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Pulsed Adiabatic Photoassociation via Scattering Resonances
建立了超冷原子在散射共振下形成超冷分子的绝热拉曼光缔合理论。基于一种计算方法，其中我们取代了连续与一组离散的“有效模式”，我们表明，共振的存在大大有助于形成深深束缚的分子状态。我们通过计算研究超冷$^{85}$ Rb原子对碰撞形成$^{85}$ Rb $_2$分子来说明我们的一般理论。单事件转移产量示出具有近统一的值为宽共振，而系综平均转移产量示出为更高的窄共振。的ARPA产额进行了比较（实验测量）的“Feshbach分子”磁缔合。我们的研究结果表明，在亚$μ$ K温度的ARPA的实验研究是必要的。
2011-06-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Experimental implementation of assisted quantum adiabatic passage in a single spin
量子绝热通道可以通过一个合适的控制场大大加速，称为反绝热场，它在共振扫描期间变化。在这里，我们实现这种技术上的一个单一的氮空位中心的金刚石的电子自旋。我们展示了这个方案的两个版本。第一种方法严格遵循Demirplak和Rice最初提出的方法（J.Phys.Chem.A107，9937（2003））。在第二种方案中，我们使用一个振幅恒定，但相位随时间变化的控制场。这个版本，我们称之为快速扫描方法，允许更快地通过共振，因此也适用于具有较短退相干时间的系统。
2013-06-13 quant-ph
Validation of Quantum Adiabaticity through Non-Inertial Frames and Its Trapped-Ion Realization
绝热近似的有效性条件是理解和预测量子动力学的有用工具。值得注意的是，振荡量子系统中的共振现象对绝热定理提出了挑战。在这种情况下，在应用定量绝热条件的不一致性，导致了一系列的绝热性的新方法。在这里，通过采用不同的策略，我们通过将量子系统驱动到非惯性参考系来引入绝热近似的验证机制。更具体地说，我们开始考虑几个相关的绝热近似条件之前推导出，并表明，所有这些失败通过引入一个合适的振荡哈密顿量的一个量子位（qubit）。然后，通过评估的绝热条件在旋转的非惯性系，我们表明，所有这些条件，包括标准绝热条件，可以正确地描述绝热动力学在原始框架中，无论是远离共振或在共振点。此外，我们证明了这种验证机制可以扩展到一般的多粒子量子系统，建立绝热行为的等价性的条件，如在惯性或非惯性框架。为了实验研究我们的方法，我们考虑通过一个单一的捕获的镱离子$^{171}$ Yb $^{+}$，其中离子超精细能级被用作一个两能级系统的自由度的超精细量子比特。通过对量子演化的观测，我们明确地证明了非惯性系中绝热条件的一致性。
2018-10-05 quant-ph
Robust control of an ensemble of springs: Application to Ion Cyclotron Resonance and two-level Quantum Systems
我们研究了绝热、绝热捷径和最优过程对不同频率弹簧系综的同时控制。系统的线性度使我们能够推导出控制场和动态时间演化的解析表达式。我们讨论了不同解决方案的相对优势。这些结果被应用在两个不同的例子。对于离子回旋共振，我们展示了如何通过电场最佳地控制离子。利用自旋和弹簧之间的映射，我们推导出了实现二能级量子系统的鲁棒性和选择性激发的解析捷径协议。
2020-07-16 quant-ph
Adiabatic passage of radiofrequency-assisted Forster resonances in Rydberg atoms for two-qubit gates and generation of Bell states
高保真纠缠Bell态是量子物理中的一个重要研究对象。超冷中性原子在两个空间分离的光偶极阱中的纠缠对于实现量子计算和量子模拟以及研究物质的Bell态具有重要意义。提出了一种利用长程里德伯-里德伯相互作用实现双原子纠缠的新方法。替代以前的方法，基于里德伯封锁，我们考虑射频辅助斯塔克调谐的Förster共振Rb里德伯原子。为了降低Bell态的保真度对原子间距离涨落的敏感性，我们提出了在射频辅助的斯塔克调谐Förster共振中使用双绝热通道，这将导致两原子态的确定性相移.
2017-10-12 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Resonances and collisional properties of neutron-rich helium isotopes in the adiabatic hyperspherical representation
本研究利用绝热超球面方法，分析中子丰富氦同位素的共振和碰撞性质，包括束缚态、散射态及核反应过程。
2024-07-24 nucl-th quant-ph
Creating Single Collective Atomic Excitations via Spontaneous Raman Emission in Inhomogeneously Broadened Systems : Beyond the Adiabatic Approximation
通过自发拉曼发射在原子系综中产生单个集体激发在几种量子通信协议中起着关键作用，从开创性的DLCZ协议开始[L. M.Duan，医学博士Lukin，J.I. Cirac和P. Zoller，Nature { \bf 414}，413（2001）.]这个过程通常是在理论上分析的假设下，写入激光脉冲诱导的拉曼跃迁是远离共振，原子系综只是均匀加宽。在这里，我们研究了近共振激发的非均匀加宽的合奏上创建的原子激发的集体性质的影响。我们的研究结果是特别相关的实验与热原子气体和潜在的未来固态实现。
2009-03-18 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
Ultra-high Resolution Spectroscopy with atomic or molecular Dark Resonances: Exact steady-state lineshapes and asymptotic profiles in the adiabatic pulsed regime
从半经典密度矩阵表示出发，导出了包含退相干、弛豫率和光位移的封闭三能级原子或分子态的精确渐近线形表达式.对描述Autler-Townes双峰、电磁感应透明或相干布居俘获共振和Fano-Feshbach线型的精确稳态暗共振轮廓的精确分析导致了与时钟跃迁相关的双光子拉曼跃迁和频移的线宽表达。从绝热分析的动态光学布洛赫方程在弱场限制，所需的泵浦时间，有效地捕获大量的原子到一个长寿命的相干叠加态建立。对于具有不同衰变通道的高度非对称组态，当驱动连续波激光场极不平衡时，建立了基于低能级粒子数反转的强双光子共振。当时间分离的共振双光子脉冲应用于原子或分子钟工程的绝热脉冲制度时，其中第一个脉冲足够长以达到相干稳态制备，并且第二个脉冲非常短以避免重新泵浦到新的暗态，产生混合连续波线型特性和相干Ramsey振荡的暗共振条纹。这些条纹允许询问方案绕过功率展宽效应。从渐近分布计算的影响中心时钟条纹的频移，并与拉曼退相干过程，表现出非线性的形状与用于量子测量的三个级别的观察。我们指出，不同的观测值经历不同的移位的较低状态的时钟过渡。
2011-11-09 physics.atom-ph quant-ph
Exotic states in the strong field control of H$_2^+$ dissociation dynamics: From exceptional points to zero-width resonances
H $_2^+$是一个理想的候选人，详细研究强场相干控制策略的启发，涉及一些特定的光解共振的基本机制。其中两个被认为是在这项工作中，即：零宽度共振（ZWR）一方面，并合并对共振在例外点（EP）的另一方面。基于Floquet哈密顿形式，发展了一个绝热输运理论，该理论是在涉及核连续介质的多光子动力学的挑战性背景下提出的。结果表明，严格的治疗是唯一可能的ZWR，而绝热运输介导的EP受到限制。激光参数平面中的谐振宽度和非绝热耦合的数值映射有助于最佳成形控制脉冲。完整的时间相关的波包动力学显示的选择性，强大的过滤和振动人口转移的可能性，在实验可行性标准。
2017-12-04 physics.chem-ph quant-ph
Fast and stable charging via a shortcut to adiabaticity
量子电池是量子热力学领域的一个新兴学科，主要用于量子系统的能量充电、存储和调度。在这项工作中，我们提出了一个快速和稳定的充电协议的基础上的绝热演化的暗态的三能级量子电池。它结合了传统的受激拉曼绝热通道（STIRAP）和量子无跃迁驱动技术。即使在反非绝热驱动强度的约束下，充电过程也可以被加速近一个数量级。为了在作为STIRAP典型平台的Rydberg原子系统中执行充电协议，修改了先决条件驱动脉冲以避免禁戒跃迁的约束。此外，我们的协议被发现是更强大的对环境的耗散和失相比传统的STIRAP。
2021-04-25 quant-ph
Experimental implementation of an adiabatic quantum optimization algorithm
我们报告实现了一个核磁共振计算机与三个量子比特，模拟绝热量子优化算法。绝热量子算法为如何利用量子资源解决难题提供了新的见解。这个实验使用了一个特别适合的三量子比特分子，并通过引入一种技术，将给定优化问题的一般实例编码为一个易于应用的哈密顿量。我们的研究结果表明，绝热算法的最佳运行时间，以及同意一个简单的退相干模型的预测。
2003-02-14 quant-ph
Quantum gates and multi-particle entanglement by Rydberg excitation blockade and adiabatic passage
我们提出利用受激绝热过程将原子从基态转移到里德伯激发态。几微米远的原子经历里德伯态之间的偶极-偶极相互作用，这种相互作用足够强，可以改变原子共振，抑制多个原子的激发。我们发现，在这种相互作用的存在下，两个原子之间的绝热通道导致强大的最大纠缠态的创建和两位量子门。对于许多原子，激发阻断导致集体自旋和Jaynes-Cummings类哈密顿量的有效实施，我们表明，绝热通过可以用来产生集体Jx=0本征态和Greenberger-Horne-Zeilinger态的几十个原子。
2008-02-25 quant-ph
Shortcut to adiabatic population transfer in quantum three-level systems: effective two-level problems and feasible counter-diabatic driving
随着在量子信息处理和量子控制中的广泛应用，各种量子系统中的绝热性引起了人们的广泛关注。本文主要研究量子三能级系统中的受激喇曼捷径到绝热过程。为了实现反非绝热驱动，但没有额外的耦合，我们首先减少量子三能级系统的有效的两个级别的问题，在大的中间级失谐，或在共振，应用反非绝热驱动与幺正变换，并最终修改泵和斯托克斯脉冲，以实现快速和高保真的人口转移。进一步讨论了所需的激光强度和稳定性对参数的变化，以证明绝热捷径的优势。
2016-11-14 quant-ph
Multiphoton resonance in a three-level system with nearly degenerate excited states
本文研究了由一对近简并、强偶极耦合激发态构成的三能级系统的有效多光子激发和强谐波产生。这样的系统在物理上由三个最低状态形成，例如，氢原子或均匀带电的均质双原子分子离子。作为详细的分析结果，我们发现光子能量为$2{.}05\text{eV}$，脉宽为$0{.}23\text{ps}$，强度为$5\cdot 10^{13}\,\frac{\text{W}}{\text{cm}^2}$的激光脉冲能够通过5光子激发使氢原子的初始布居数发生完全反转。在相同的光子能量下，发现持续时间为$0{.}41\text{ps}$和强度为$3{.}44\cdot 10^{14}\,\frac{\text{W}}{\text{cm}^2}$的脉冲在分子离子中产生相同的效果，但通过9光子激发。我们发现，伴随的光的光的散射具有非常丰富的光谱，与二能级系统的光谱有很大的不同。
2010-07-02 quant-ph
Otto refrigerator based on a superconducting qubit: classical and quantum performance
我们分析了一种基于超导量子位耦合到两个LC谐振器的量子奥托冰箱，每个LC谐振器包括一个电阻器作为水库。我们发现各种操作制度：近绝热（低驱动频率），理想的奥托循环（中频），和非绝热相干制度（高频）。在近绝热制度，冷却功率是二次的频率，我们发现大大增强的性能系数$ε$，相比，一个理想的奥托循环。与纯经典动力学相比，量子相干效应总是导致冷却功率和$ε$的降低。在非绝热制度，我们观察到强相干振荡的冷却功率作为频率的函数。我们研究了各种驱动波形：与标准正弦驱动相比，具有优化上升和停留时间的截断梯形驱动产生更高的冷却功率和效率。
2017-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Radiofrequency spectroscopy of one-dimensional trapped Bose polarons: crossover from the adiabatic to the diabatic regime
研究了一维玻色极化子在不同强度的射频（rf）脉冲作用下，从绝热状态到非绝热状态的杂质诱导动力学交叉。利用绝热脉冲的弱排斥或吸引的杂质-介质相互作用，大量的极化激发或模式耦合的杂质浴相互作用与集体呼吸运动的玻色子介质光谱解析。我们发现，对于强排斥的杂质浴相互作用，时间正交性突变表现在共振的激发光谱中的杂质相干消失。当引入两种杂质时，对于吸引耦合或强排斥耦合，杂质-杂质相关性引起相对于单个杂质的共振的谱移。对于重杂质，极化子峰伴随着一系列等距离的边带共振，与杂质自旋动力学和浴的声波的干扰有关。在所有情况下，我们进入非绝热传输制度的射频场的裸拉比频率增加具有洛伦兹光谱形状具有单一的极化共振。本工作中关于外陷阱、射频脉冲和杂质-杂质相互作用效应的研究结果对新一代冷原子实验具有重要意义。
2021-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Laser control of complete vibrational transfer in Na$_2$ using resonance coalescence
通过对激光参数的特定选择，在波长-强度平面中产生所谓的例外点，可以产生两个Floquet共振的合并，描述分子Na $_2$的光解，这是分子冷却的候选者之一。适当地调整激光参数，沿着例外点周围的轮廓，共振交换它们的标签。这代表了从一个无场态到另一个无场态的振动转移的激光控制，通过涉及这些共振的绝热传输。通过Floquet绝热理论检查脉冲结束时未解离分子的比例。振动冷却方案可以根据预测的完全振动转移提出，只有20%的分子发生解离。
2010-11-11 physics.atom-ph quant-ph
A note on the switching adiabatic theorem
我们得到了一个接近最优的上限上的运行时间的绝热定理的切换族的哈密顿。我们假设开关哈密顿量是在Gevrey类$G^α$作为时间的函数，我们表明，绝热近似的错误仍然很小的运行时间的顺序$g^{-2}\,|\ln\,g\,|^{6α}$。这里，$g$表示感兴趣的本征值与瞬时哈密顿量的频谱的其余部分之间的最小频谱间隙。
2012-07-07 math-ph math.MP quant-ph
Shortcut to adiabatic control of soliton matter waves by tunable interaction
本研究提出一种简谐阱中孤子物质波绝热控制捷径方法，通过逆向设计Feshbach共振调控的可调相互作用，实现比传统方式更快的孤子物质波压缩，为相关非线性动力学控制提供新途径。
2016-11-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
State Flip at Exceptional Points in Atomic Spectra
研究了氢原子光谱中特殊点处共振态间的非绝热布居转移行为。我们知道，当例外点被包围时，系统总是以相同的状态结束，而与在例外点合并的状态所跨越的二维子空间内的初始占据无关。我们用一个实际的量子系统，即在电场和磁场交叉作用下的氢原子验证了这种行为。研究还表明，当考虑附近的共振时，可能会违反非绝热假设。此外，我们还研究了三阶例外点情况下的非绝热布居转移，其中涉及三个共振态。
2015-12-11 physics.atom-ph quant-ph
Dynamical phases of a BEC in a bad optical cavity at optomechanical resonance
本研究通过微扰论和数值模拟，揭示了光机械共振附近玻色-爱因斯坦凝聚体在坏腔中的动力学相，包括混沌相和极限环相，并指出非绝热修正对捕捉这些相的关键作用。
2024-08-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum adiabaticity in many-body systems and almost-orthogonality in complementary subspace
Instituut-Lorentz, Universiteit Leiden（莱顿大学洛伦兹研究所）；Department of Physics, National Central University（中央大学物理系）
该研究探究了量子多体系统中绝热保真度与初始态-瞬时基态重叠近乎相等的原因，指出其源于小演化参数和大系统尺寸两个固有极限的相互作用，并通过两个受驱多体模型验证了这一发现。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Scalable Distributed Memory Implementation of the Quasi-Adiabatic Propagator Path Integral
本文提出MACGIC-QUAPI方法的可扩展分布式内存实现，通过MPI和预合并算法缓解内存瓶颈，用于模拟强非马尔可夫结构化环境下的耗散量子动力学，并揭示了共振分裂与边带等非微扰效应。
2025-06-03 physics.chem-ph quant-ph
Berry's Phase in the Presence of a Non-Adiabatic Environment
我们考虑一个两级系统耦合到一个环境中，演变的非线性。我们提出了一种非微扰的方法来确定持久振幅，其相位包含了所有的修正贝里的相位所产生的非绝热运动的环境。具体地说，它包括两个能级之间的跃迁对非绝热耦合中所有阶数的影响。确定所有非绝热修正的问题被简化为求解一个常微分方程，数值方法应在各种情况下提供解决方案。我们将我们的方法应用于一个特定的例子，可以实现为磁共振实验，从而提高了在实验室中测试我们的结果的可能性。
1998-09-04 cond-mat quant-ph
Application of adiabatic passage in Rydberg atomic ensembles for quantum information processing
综述了利用绝热快速通过和受激拉曼绝热通过相干控制原子系综里德伯量子态的方法。这些方法通常用于简单的二能级和三能级系统中的粒子数反转。我们表明，绝热技术使我们能够控制人口和相位动力学的复杂纠缠态的介观原子系综的量子信息处理与里德伯原子。基于绝热通过、里德伯阻塞和里德伯原子中的Förster共振，我们还提出了几种单量子比特和双量子比特的量子门方案。
2020-01-15 physics.atom-ph 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
Experimental implementation of adiabatic passage between different topological orders
拓扑序是存在于强关联量子系统中的物质的奇异相，它超出了通常的对称性描述，无法用局域序参量区分。本文报道了在核磁共振系统中对具有不同拓扑序的Wen-plaquette自旋模型进行的量子模拟实验，并通过测量非定域闭弦（威尔逊圈）算符，观察到两个$Z_2$拓扑序之间通过自旋极化相的绝热跃迁.此外，我们还测量了拓扑序的纠缠特性。这一工作证实了制备拓扑有序态的绝热方法，为进一步研究复杂量子系统提供了实验工具。
2014-08-17 cond-mat.str-el quant-ph
Spin polarization through Floquet resonances in a driven central spin model
绝热地改变多体量子系统的驱动频率可以诱导时间平均哈密顿量的共振本征态之间的受控跃迁，对应于Floquet谱中的绝热跃迁，并提供了量子多体控制中的通用工具。使用中心自旋模型作为一个应用程序，我们展示了如何控制驱动过程可以导致一个基于极化的解耦的中心自旋从其退相干诱导环境共振。虽然它通常是不可能的，以获得确切的Floquet哈密顿驱动相互作用系统，我们利用中心自旋模型的可积性，以显示如何从量子猝灭技术可以用来明确地构建Floquet哈密顿在一个受限制的多体基础和模型Floquet共振。
2018-08-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el nlin.SI
Ensemble qubit controllability with a single control via adiabatic and rotating wave approximations
在物理学文献中，经常可以看到旋转波近似和绝热近似“级联”使用，以证明由一个外场驱动的二能级量子系统使用啁啾脉冲的合理性，特别是当系统的谐振频率不精确时。这两种近似都需要较长的时间，并且基本上是基于动力系统的平均理论。不幸的是，这两种近似不能独立进行，因为在某种意义上，这两种时间尺度相互作用。本文的目的是研究如何级联的两个近似可以被证明是合理的，以及如何成为大的最后时间的保真度去一，同时保持的绝热策略的鲁棒性。我们的第一个结果，高阶平均技术的基础上，给出了一个精确的量化的共振频率的不确定性区间的人口反转工程。作为这个结果的副产品，我们证明了它是可能的控制一个单一的实值控制的自旋系统的合奏，提供了一个非平凡的扩展的著名结果合奏可控性与两个控制Khaneja和李。
2021-05-10 math-ph math.DS math.MP
Perturbation theory of nearly spherical dielectric optical resonators
不同尺寸的电介质球可以维持在光频率下以非常窄的线宽谐振的电磁回音壁模式。与球形形状的任意小偏差通常会使这种共振移位和加宽。我们的目标是确定这些移位和加宽的共振。一个多世纪以前，Rayleigh发展了一种近似圆形薄膜声振动的边界条件摄动理论。我们将这一理论推广到描述近球形介质腔的电磁激励。这种方法使我们能够避免处理衰减拟正规模式。我们明确地发现任意变形的近球形介质腔的光共振的频率和线宽，作为幂级数展开的一个小参数，直到并包括二阶项。我们深入讨论了微扰论适用的物理条件。
2021-08-20 math-ph math.MP physics.optics
Bounds on quantum adiabaticity in driven many-body systems from generalized orthogonality catastrophe and quantum speed limit
我们提供了两个不等式，用于根据另外两个更容易计算的量来估计绝热保真度，即，广义正交突变和量子速度极限。由于考虑了初始基态和它的正交补态所构成的二维子空间，我们的方法比以前得到的绝热保真度的界限更强。两个不等式之一是近尖锐的系统尺寸大时，如所示的驱动赖斯-梅勒模型，它代表了广泛的一类量子多体系统，其不同的瞬时基态的重叠表现出正交性灾难。
2022-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Adiabatic association of ultracold molecules via magnetic field tunable interactions
我们详细地考虑了在谐波阱中的~（87）Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚体中施加一个随时间变化的外磁场，使原子间相互作用通过费什巴赫共振而产生双原子分子的情况.为此，我们引入了一个最小的两体哈密顿依赖于费什巴赫共振，它准确地确定所有的低能量的二元散射观测值，特别是只有两个原子的分子转换效率的五个可测量的参数。基于对微观碰撞现象的这种描述，我们采用T。Koehler和K. Burnett [Phys.Rev.A65，033601（2002）]研究了在磁场强度线性通过100 mT费什巴赫共振期间，87 Rb玻色-爱因斯坦凝聚体中分子缔合的效率。我们探索不同的，实验访问，参数制度，并比较预测的朗道-齐纳，配置相互作用，和两个层次的平均场计算与微观多体方法。我们的比较研究揭示了一个显着的不敏感的分子转换效率的微观二元碰撞物理的细节和相干性质的玻色-爱因斯坦凝聚气体，只要磁场强度是线性变化。我们提供的原因，这种普遍性的分子生产实现的线性斜坡的磁场强度，并确定朗道-齐纳系数确定的F. H. Mies等人[Phys.Rev.A61，022721（2000）]中描述的方法作为控制效率的主要参数。
2004-08-17 cond-mat physics.atom-ph quant-ph
