发表机构
TECNALIA, Basque Research and Technology Alliance (BRTA); University of the Basque Country UPV/EHU; Forschungszentrum Jülich; Institute for Theoretical Physics, University of Cologne; CSIC; Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（泰克纳利亚，巴斯克研究与技术联盟; 巴斯克大学; 于利希研究中心; 科隆大学理论物理研究所; 西班牙国家研究委员会; 马德里材料科学研究所）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
本文提出一种惯性反绝热协议，通过移动框架对角化和Magnus展开优化控制，在双量子比特及Ising链上优于传统变分方法，尤其在能隙闭合处显著抑制非绝热激发。
AI 中文摘要
我们提出了一种惯性反绝热（CD）协议，该协议将捷径到绝热性的设计重新表述为一个移动框架下的对角化问题。该方法采用Magnus展开来构造一个由可访问的CD拟设生成的变分传播子。在新的旋转框架中，控制被优化以抑制非对角哈密顿量项，而CD项被定义为抵消相应的惯性贡献。通过Magnus展开生成的传播子自然地利用了由其嵌套对易子产生的额外控制方向，而传播子的顺序设计则将时间非局域性引入优化过程。我们在一个双量子比特系统和一维量子Ising链上对该方法进行了基准测试，结果表明它始终优于基于作用量最小化的变分CD协议。最大的改进出现在能隙闭合区域附近，展示了结合时间与代数非局域性在抑制非绝热激发方面的优势。
英文摘要
We introduce an inertial counterdiabatic (CD) protocol that reformulates shortcut-to-adiabaticity design as a moving-frame diagonalization problem. The method employs the Magnus expansion to construct a variational propagator generated by an accessible CD ansatz. In the new rotating frame, the controls are optimized to suppress the off-diagonal Hamiltonian terms, and the CD terms are defined to counteract the corresponding inertial contribution. The propagator generated with the Magnus expansion naturally exploits additional control directions generated through its nested commutator, while the sequential design of the propagator introduces temporal nonlocality into the optimization. We benchmark the method on a two-qubit system and on the one-dimensional quantum Ising chain, where it consistently outperforms variational CD protocols based on action minimization. The largest improvements are observed near gap-closing regions, demonstrating the advantage of combining temporal and algebraic nonlocality for suppressing diabatic excitations.
Comments17 pages, 8 figures
