Hyperspheres and control of spin chains
Alexander Yu. Vlasov
本文考虑了Spin（m）群在自旋为1/2的链系统量子控制理论中的应用。它也可以与布洛赫球的m维类似物进行比较，但对于具有多个自旋系统的链来说，它具有非平凡的区别。
Here is considered application of Spin(m) groups in theory of quantum control of chain with spin-1/2 systems. It may be also compared with m-dimensional analogues of Bloch sphere, but has nontrivial distinctions for chain with more than one spin system.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Full Stark Control of Polariton States on a Spin-Orbit Hypersphere
光的轨道角动量和偏振是经典和量子信息处理中广泛研究的物理量。在这项工作中，我们建议利用强大的光-物质耦合，圆对称限制，和横电横磁分裂，利用这两个自由度相结合的状态。为此，我们开发了一个基于自旋轨道庞加莱超球的模型。然后，我们考虑的例子，半导体极化激元系统，并证明了全超快斯塔克控制的自旋轨道状态。此外，通过控制三个不同的自旋轨道球的状态，并从一个球切换到另一个，我们展示了在一个单一的物理系统中的不同的逻辑位的控制。
Symmetries on Spin Chains: Limited Controllability and Minimal Controls for Full Controllability
对称性在物理学的许多分支中是一个基本的重要概念。在这项工作中，我们讨论了两种类型的对称性，外部对称性和内部对称性，这是经常出现在受控的量子自旋链，并应用它们来研究各种可控性问题。当外部对称性存在时，对于单局部端控制下的自旋链，我们可以严格地证明系统在XXZ和XYZ链的每个不变子空间中都是可控的，但对于XX或Ising链则不是.当动力学被自然地限制在最大激发子空间中时，这些结果在控制反铁磁海森堡链中有直接的应用。我们还解决了理论上重要的问题，最小的控制资源，以实现整个自旋链空间的完全可控性。在这个过程中，我们建立了一个系统的方法来评估的动力李代数和使用已知的对称性，以帮助确定动力李代数。
Remote Parameter Estimation in a Quantum Spin Chain Enhanced by Local Control
我们研究了量子自旋链上控制和参数估计的相互作用。一个量子位探针连接到链的一端，而我们希望估计另一端的参数。我们发现对探测量子比特的控制可以大大提高估计性能，并发现了一些有趣的连接到量子态转移。
Controlled quantum state transfer in $XX$ spin chains at the Quantum Speed Limit
量子速度极限可以在许多不同的情况下发现，特别是在通过量子自旋链的信息传播中。在同质链中，这意味着将信息从链的一端传输到另一端将需要一段时间$O(N/2)$，其中$N$是链长度。使用最优控制理论，我们设计的控制脉冲，实现接近完美的人口之间的极端的链在时间上的顺序为$N/2$，或更大，这取决于传输过程的功能进行研究。我们的研究结果表明，控制脉冲的动力学行为具有不同的长度的链是密切相关的，较大的控制时间意味着更复杂的控制脉冲比那些发现的时间上的顺序$N/2$，也较大的驱动能量。脉冲被构造为控制方案，涉及一个或两个致动器的链与交换耦合无静态无序。我们的研究结果还表明，两个致动器的计划是更强大的对存在的静态无序比计划，只使用一个。
Robust control of long distance entanglement in disordered spin chains
我们推导出时间形状的控制脉冲，用于在无序自旋链中产生长距离纠缠。我们的方法是基于一个依赖于时间的目标功能和时间的本地控制策略，允许确保在矩阵产品状态的链的描述总是有效的。通过这种方法，我们证明了即使对于基本上无序的相互作用景观也可以创建长距离纠缠。
Indirect control with quantum accessor (I): coherent control of multi-level system via qubit chain
研究了任意有限维量子系统（N维量子系统）通过量子存取器的间接可控性。在这里，qudit耦合到量子存取器，该量子存取器被建模为具有最近邻（各向异性）XY耦合的完全可控的自旋链。详细研究了这种间接控制系统的完全能控性。一般方法适用于二维和三维量子系统的间接可控性。对于二维和三维系统，本文还提出了一种简单的间接控制方案。
Local control of entanglement in a spin chain
在铁磁自旋链中，对局域有效磁场的控制允许操纵纠缠的静态和动态性质。特别地，量子关联的传播可以在很大程度上被驱动，以便实现向所选站点的按需纠缠转移。
Almost exact state transfer in a spin chain via pulse control
通过自旋链的量子通信已经被广泛研究。在这种情况下，通过均匀最近邻耦合连接的线性排列的自旋进行状态转移是一种自然的选择，具有最小的控制要求。然而，由于链的色散，量子态通常不能通过均匀耦合的链完美地转移。在这里，我们提出了一个有效的量子控制技术，实现几乎精确的状态转移（AEST）的量子自旋链。该策略是添加一个泄漏消除算子（LEO）的哈密顿量的演变，实现了一系列的脉冲控制作用在一个完美的状态转移子空间。通过使用单分量Feshbach PQ划分技术，我们得到了所需脉冲的条件。在合适的脉冲强度和持续时间下，可以获得通过自旋链的AEST。
Information transmission and control in a chaotically kicked spin chain
我们研究自旋链提交扰动踢列车所描述的经典动力学过程。自旋链由Heisenberg和Ising-Z模型耦合。利用多体系统（自旋链）中的反冲不规则性来研究混沌过程。我们发现，这两种耦合传输不同的混沌无序沿自旋链，但保存的一致性的地平线（当到踢浴的无序传输到自旋链）。通过海森堡相互作用耦合的链的自旋之间的信息传输的一个例子显示了相干视界的兴趣。使用一些被混沌环境干扰的选定的固定反冲允许修改自旋之间的信息传输，并在相干视界期间执行自由控制。
Robust state transfer with high fidelity in spin-1/2 chains by Lyapunov control
基于李雅普诺夫控制，我们提出了一个仅通过调制自旋为1/2的量子链中的边界自旋来实现高保真度状态转移的方案。回想一下，传统的传输协议的目的是在固定的时间从第一自旋到结束自旋的非稳态（或信息）传输。本方案具有以下优点。首先，该方案不需要精确操纵控制时间。其次，它对初始状态的不确定性和控制场的波动具有鲁棒性。第三，控制只施加在链的边界点上。它适用于具有不同周期结构的可变自旋1/2链，具有良好的可扩展性。探讨了用方波脉冲代替控制场的可行性，简化了实验实现。
Spin Solitons and Quantum Control of Spin Chain Dynamics
相干光谱学的实验对应于量子力学系综的控制，通过幺正变换将它们从初始状态引导到最终目标状态。完成这些酉变换的控制输入（脉冲序列）应花费尽可能少的时间，以使弛豫效应最小化并优化实验的灵敏度。在这里，我们提出了一个完全不同的和普遍适用的方法来有效地控制任意长度的自旋链的动态。这种方法依赖于局部自旋波的产生，“自旋孤子”，以及这些孤子状态通过自旋链的有效传播。所提出的方法有望在相干光谱学和量子信息处理中的自旋动力学控制中找到直接的应用。
Characterization and Control of Quantum Spin Chains and Rings
考虑了量子自旋网络中的信息流。两种类型的控制-时间bang-bang开关控制和控制通过改变空间自由度-进行了探讨，并被证明是有效的，在加快信息传输和增加传输的可靠性。控制是基于模型的，因此依赖于系统参数的准确知识。一个有效的协议，同时识别的耦合强度和在一个链中的自旋的确切数量。
Kinship and antagonism of chains in entangled biphoton controlled synthesis
考虑了3和4个抽象聚合物链的合成，其中链的亲缘程度由它们的重叠决定。结果表明，在单向控制中使用某些类型的纠缠双光子给出了合法和非合法对之间的亲属关系的程度的差异，这是经典控制无法实现的。这个例子展示了分布式计算中的量子优越性，来自于对贝尔不等式的违反。这对于揭示合成具有方向性的生物高分子的量子机制具有重要意义。
Non-adiabatic transformation of a spin-chain geometry via local control
我们考虑从一个封闭的自旋链到一个开放的自旋链的转换，反之亦然，通过改变一对相邻自旋中的单个链接强度产生。我们表明，在非绝热时域保真度这样的过程中，可以通过适当选择的自旋-自旋交换耦合的控制功能。我们得到这个函数的反铁磁量子伊辛链，并提出启发式的原因限制可能的时间依赖性的哈密顿应用高保真度控制。
Distributed synthesis of chains with one-way biphotonic control
给出了一个单向分布式计算的例子，其中使用两个光子的纠缠态来同步过程是有益的。被认为是在两个远程点组装聚合物链的过程中，当它们相互叠加时，组件的质量是确定的。利用纠缠态的效果是近14倍。
Coherent control in atomic chains: to trap and release a traveling excitation
介绍了一种在由亚波长晶格常数的多能级原子有序阵列组成的原子链中进行动态色散工程的方案。这条链支持暗态，这些暗态被保护免受光子发射形式的耗散，并且可以被理解为沿着阵列传播的自旋波。通过使用具有空间变化的椭圆偏振的外部控制场，我们以可控的方式关联阵列的内部和外部自由度。对原子态的相干控制转化为对自旋波群速度的控制。通过动态改变控制场的幅值，可以在不耗散的情况下存储和释放行波激励。该协议是更传统的电磁感应透明的替代方案，并阐明了相干控制和相关衰变之间相互作用所产生的丰富物理学。
Continuous dynamical decoupling of spin chains: modulating the spin-environment and spin-spin interactions
为了使自旋链对量子信息处理任务有用，通常需要抑制自旋链与其环境之间的相互作用。在本文中，我们提出了使用强静态和振荡控制字段，以有效地消除自旋链的环境相互作用。我们发现我们的控制场也可以有效地变换自旋链哈密顿量。特别是，在原始自旋链哈密顿量中不存在的相互作用项出现在时间平均的有效哈密顿量中，一旦施加控制场，这意味着可以通过施加静态和振荡控制场来设计自旋-自旋相互作用。然后，自旋链的这种变换可以潜在地用于改进用于量子信息处理任务的自旋链的性能。例如，我们的控制场可以用来实现几乎完美的量子态转移通过自旋链，即使在噪声的存在。作为另一个例子，我们展示了如何使用特定的静态和振荡控制字段不仅抑制环境的影响，但也可以提高自旋链中的双自旋纠缠的产生。
Numerical simulation of a Controlled-Controlled-Not (CCN) quantum gate in a chain of three interacting nuclear spins system
我们提出了一个量子控制-控制-非门的研究，实现在一个链的三个核自旋弱伊辛相互作用之间的所有这些，也就是说，考虑到第一和第二邻居自旋相互作用。该实现是在系统的初始状态（数字和叠加）上使用单个谐振$π$脉冲来完成的。保真度参数用于确定CCN量子门作为第二近邻相互作用耦合常数与第一近邻相互作用耦合常数之比（$J'/J$）的函数的行为。我们发现，对于$J'/J\ge 0.02$，我们可以有一个定义良好的CCN量子门。
Dissipative quantum control of a spin chain
讨论了在定制非幺正动力学的渐近极限下制备一般多体自旋链的方案。动力学要求目标状态的光谱分辨率、优化的相干脉冲、工程耗散和反馈。作为一个例子，我们讨论了一个纠缠反铁磁态的制备，并认为该程序可以应用于被困离子链或里德伯原子。
Robust implicit quantum control of interacting spin chains
本文提出了一种鲁棒的隐式量子控制方法，用于在大规模自旋链中实现抗噪声的高纠缠态制备。
Enhancement of entanglement transfer in a spin chain by phase shift-control
我们研究了相移对自旋链中可转移的双自旋纠缠量的影响。我们考虑一个铁磁海森堡/XY自旋链，数值和解析，和两种机制产生的相移，Aharonov-Casher效应和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。在这两种情况下，最大可达到的纠缠被证明是显着增强，这表明其潜在的有用性在量子信息处理。
Elliptic functions and efficient control of Ising spin chains with unequal couplings
本文研究了具有不等Ising耦合的三自旋1/2弱耦合线性链的动力学最优控制问题。本文研究了多自旋量子相干性的时间最优合成问题。我们通过在一个特殊的度量下计算球体上的测地线，得到了时间最优的脉冲序列，用于产生所需的自旋序。测地线方程的解与非线性振子方程有关，并且产生多个自旋阶的最小时间可以用椭圆积分表示。这些技术被用于有效地创建多个自旋凝聚在伊辛自旋链不等耦合。
Computation on Spin Chains with Limited Access
我们展示了如何通过控制有限的自旋子集来实现具有内禀哈密顿量的系统上的量子计算。我们的主要结果是一个有效的控制序列上最近的邻居XY自旋链通过控制一个单一的网站和它的相互作用与它的邻居。控制一个阵列的网站产生足够的并行容错电路的实施。该框架暴露了控制理论的可控性概念与系统执行量子计算的能力之间的矛盾。
Quantum mechanics and speed limit of ultrafast local control in spin chains
我们研究了通过局部交换耦合的外部控制来优化自旋链超快变换的保真度。我们表明，通过选择一个适当的控制配置文件在非绝热时域，可以显着降低这样的过程的不保真度，预测这个配置文件的主要特点解析，证实他们的数值与梯度搜索算法，并讨论相应的量子速度限制。对于超快变换，所得到的最优控制的定性特征是与系统无关的。此外，其形状的主要限制不依赖于转变时间，并保持有效的绝热极限。我们的结果可以应用于控制各种各样的量子系统。
Pulse-controlled quantum gate sequences on a strongly coupled qubit chain
我们提出了一个选择性的动态解耦方案上的永久耦合的量子位链与XX型相互作用，这是能够动态抑制链中的任何耦合，通过施加序列的本地脉冲的个人量子位。我们证明，高保真的单和双量子位门可以通过这个过程来实现，并且可以通过单独的脉冲控制来实现门的序列。我们讨论了我们的模型的适用性和物理限制，特别是强耦合超导磁通量子比特。由于动态修改通量量子位之间的耦合具有挑战性，因此它们是我们方法的自然候选者。
Quantum chaos, equilibration and control in extremely short spin chains
开放量子系统的环境通常被建模为大型多体量子系统。然而，当一个孤立的量子系统本身是一个多体量子系统时，为了产生内部平衡，它必须有多大和多复杂的问题是文献中的一个开放的关键点。在这项工作中，通过监测一个单一的自旋通过其纯度退化的平衡程度，我们能够感测到的通用自旋链的混沌行为，它是耦合。非常值得注意的是，即使在由三个自旋组成的极短自旋链的情况下，我们也可以重现整个可积到混沌的转变。最后，我们讨论了量子控制实验的影响，并表明量子混沌统治的最佳程度的控制，即使在小的链。
Controlling quantum state transfer in spin chain with the confined field
作为量子态转移的谱宇称匹配条件（SPMC）的证明，我们用解析和数值方法研究了在外部切向受限磁场中海森堡链中单磁振子态的传输.结果表明，当系统的色散关系近似满足SPMC时，初始高斯波包可以在较长的距离上近似理想地恢复到对应位置。
Controlling soliton excitations in Heisenberg spin chain through magic angle
研究了斜向磁场作用下$N$格点$XXZ$量子自旋链中集体激发的非线性动力学.我们发现，当倾斜场沿魔角$θ_{0} =\pm\arccos \sqrt{1/3}$施加时，各向异性的海森堡自旋链变为各向同性，从而激发出自由传播的自旋波。在倾斜角大于魔角和小于魔角的范围内，出现了两种非线性激发，即亮孤子和暗孤子。
Optimal charging of open spin-chain quantum batteries via homodyne-based feedback control
研究了在自旋衰变存在的情况下，利用局域磁场对耗散的一维$XXX$自旋链量子电池充电的问题。基于零差测量的量子反馈控制的引入有助于提高量子电池的各种性能，例如能量存储、各向异性和有效空间利用率。对于零温环境，存在一组最优参数，以保证自旋链量子电池在完美测量条件下能够充满电，电池中存储的能量能够被充分提取，这是通过一个简单的二位自旋链量子电池的解析计算找到的，并通过一个四位自旋链对应物的数值模拟得到进一步验证。为了完整性，还考虑了不完美测量、各向异性参数和有限温度对量子电池充电过程的不利影响。
Local quantum control of Heisenberg spin chains
受量子控制理论的一些最新结果的启发，我们讨论了在各向同性海森堡自旋链模型的相互作用量子比特阵列中局域算符控制的可行性。作用于其中一个末端自旋，我们的目标是找到分段恒定的控制脉冲，从而为所选的一组量子门带来最佳的量子效率。我们分析了所获得的结果的鲁棒性或门的控制字段中的随机误差，发现分段常数控制之间的切换速度更快的系统是不太容易受到这些错误。所观察到的行为属于与共振和弛豫型行为之间的竞争有关的一类物理现象，例如NMR实验中的运动窄化。最后，我们讨论了如何获得最佳门的性能被改变时，相应的快速变化的分段常数控制字段通过频谱滤波平滑。
Quantum router based on ac control of qubit chains
研究了量子信息在量子比特链中的路由问题。这个任务是通过适当选择作用于量子位的时间依赖性局部场来实现的。利用隧穿相干破坏的物理学，我们证明了驱动诱导的相邻量子比特之间耦合的重正化提供了控制永久耦合量子比特之间量子信息转导的关键。我们采用这个想法来构建量子路由器。此外，我们讨论了实验实现与潘宁陷阱，并研究我们的协议在现实的实验条件下，如制造的不确定性和退相干的鲁棒性。
Transforming spin chains with a continuous driving field
一个连续的正弦控制场被用来适当地变换量子自旋链。特别地，我们能够将量子伊辛链转换为量子XY模型，并将XY模型转换为XYZ自旋链。我们应用的控制场也可以减轻噪声对自旋链的影响。我们展示了这些自旋链变换如何用于量子态转移和纠缠产生。
Global Control Methods for GHZ State Generation on 1-D Ising Chain
我们讨论了如何准备一个伊辛链在GHZ状态下使用一个单一的全球控制字段。该模型不要求自旋是可单独寻址的，并且适用于量子系统，例如光晶格中的冷原子、一些液态或固态NMR实验以及许多纳米尺度的量子结构。我们证明了GHZ态总是可以从某些容易制备的初始态通过绝热通道渐近到达，并且在一定条件下可以保证有限时间可达性。为了提供一个参考有用的未来的实验实现三种不同的控制策略来实现的目标，绝热通道，李雅普诺夫控制和最优控制进行了比较，并讨论了它们的优缺点，特别是在现实的缺陷，如不完善的初始状态准备，系统的不均匀性和失相的存在。
Optimized dynamical control of state transfer through noisy spin chains
我们提出了一种方法，通过噪声量子信道（自旋链）的状态转移的速度和保真度的最佳控制的折衷。这个过程被视为通过费米子浴的量子比特状态转移。我们表明，动态调制的边界量子比特的水平，可以确保状态转移的速度和保真度的最佳折衷。这可以通过动态优化信道的传输频谱来实现。所得到的最优控制是强大的静态和波动噪声在通道的自旋-自旋耦合。它还可以在信道中存在对角无序（现场能量噪声）的情况下促进传输。
Global Optical Control of a Quantum Spin Chain
结合自旋量子比特的长退相干时间与激子的快速光学操纵的量子处理器最近已经成为几个提议的主题。我在这里展示了任意的单量子比特门和纠缠双量子比特门可以在一个永久耦合的自旋量子比特链中执行，只需要使用激光脉冲来激发更高的躺态。它还表明，通用量子计算是可能的，即使这些脉冲被施加{ \it全局}到一个链;通过采用四个不同的量子位单元的重复模式，需要单独的量子位寻址被删除。目前的一些实验量子比特系统将有助于实现这一想法。
Modular magnetic field on the z-direction on a chain of nuclear spin system and quantum Not and Controlled-Not gates
我们研究了一维固体核自旋链系统中单个量子比特的旋转和受控非门的模拟，该系统通过与z方向磁场的模分量的Ising型相互作用进行弱相互作用，其特征为$B_z(z,t)=Bo(z)\cosδt$ .这些量子比特受到电磁脉冲的影响，这些电磁脉冲决定了一个或两个量子比特系统中的跃迁。我们使用保真度参数来确定作为频率参数$δ$的函数的非（N）门和受控非（CNOT）门的性能。我们发现，对于$|δ|\le 10^{-3} MHz$，这些门仍然具有良好的保真度。
Non-perturbative Dynamical Decoupling Control: A Spin Chain Model
本文考虑自旋链模型，通过数值求解精确模型来探索非微扰动力学解耦区，其中最近出现了一个重要问题（J. Jing，L.- A. Wu，J.Q.你和T Yu，arXiv：1202.5056.）.我们的研究揭示了非微扰动力学控制的一些普遍特征，无论环境类型和系统-环境耦合。我们已经表明，对于自旋链模型，有一个阈值和一个大的脉冲参数区域，可以实现有效的动态控制，在扰动解耦方案，其中允许的参数表示为一个点或收敛到一个非常小的子集，在大参数区域承认我们的非微扰方法。非微扰方法的一个重要含义是其在实验装置中实施动态控制方案的灵活性。我们的研究结果显示了一些有趣的功能，如链的大小独立性，脉冲强度上限，非连续的有效参数区域等非微扰制度，此外，我们发现，我们的非微扰计划是强大的对随机模型制造和时间依赖的随机噪声。
The pros and cons of using deep reinforcement learning or genetic algorithms to design control schemes for quantum state transfer on qubit chains
本文比较了深度强化学习与遗传算法在量子比特链上量子态传输控制中的优劣，发现遗传算法在短传输时间表现更优，而强化学习在噪声环境下更鲁棒。
Robust Entanglement in Anti-ferromagnetic Heisenberg Chains by Single-spin Optimal Control
我们演示了如何接近完美的纠缠（实际上任意接近最大纠缠）可以产生之间的反铁磁各向同性海森堡链的长度$N$，从基态的$N/2$激发子空间，通过施加沿给定方向的磁场，作用于一个单一的自旋。使用最优控制理论计算长度为20的链的时间最优磁场以在链的两个末端自旋之间产生单重对。在各种非理想的情况下，包括热波动，磁场泄漏，随机系统耦合和退相干的最佳领域仍然有效。此外，通过在优化中考虑这些缺陷，可以大大提高所产生的纠缠的质量。特别地，给定热初始状态的最佳脉冲对于具有较低温度的任何其它初始热状态也是最佳的。
Continuous dynamical decoupling of spin chains: Inducing two-qubit interactions to generate perfect entanglement
本文提出结合强静态场与振荡场的连续动力学解耦方案，在噪声环境下选择性调控自旋链的自旋相互作用，使任意两自旋形成 Bell 态，并在 XY、XYZ 和 Ising 模型中验证。
Trotterized Variational Quantum Control for Spin-Chain State Transfer
针对自旋链高保真态传输问题，提出基于 Trotter 化的混合变分量子控制框架，通过参数化电路编码动力学与控制，经 SLSQP 优化实现无噪声近单位保真度，且全局参数化方案在退极化噪声下鲁棒性更优，明确表达性-稳定性权衡并为 NISQ 控制合成提供可扩展路径。
Quasi non-Markovian approach to the study of decoherence of a controlled-not quantum gate in a chain of few nuclear spins quantum computer
在弱耦合近似下，建立了一个准非马尔可夫主方程，研究了由三个核自旋组成的具有第二近邻Ising相互作用的线性链系统构成的量子计算机模型中受控非（CNOT）量子门运行时的退相干现象.我们比较与马尔可夫对应的温度不同，从零（热化）和在零温度下的低和高耗散率的行为。在低耗散有一个非常小的差异之间的马尔可夫和准非马尔可夫在任何温度下，这是不可能被测量，并在高耗散有一个差异，这是可能在任何温度下测量。
Remote one-qubit state control by pure initial state of two-qubit sender. Selective-region- and eigenvalue-creation
研究了以两量子比特发送者的纯初态和自旋1/2链为连接线的远程单量子比特混合态的产生问题。我们用跃迁振幅来表示可产生态的参数。我们证明了只有在为单量子比特完美状态转移（PST）设计的链（例如，在完全设计的Ekert链中）中才能实现完整接收器状态空间的创建，在这种情况下，链可以是任意长的。对于齐次链，可生成的接收者状态域随着链长的增加而迅速减小。当仅对整个接收器的状态空间的受限部分感兴趣时，均质链和针对PST设计的链都可以用于选择性状态创建的目的。在接收机状态参数中，特征值是最难生成的参数，因此值得专门研究。关于齐次自旋链，只有当链不超过34个节点时，才能创建任意本征值。交替链允许我们将此长度增加到68个节点。
Spin-guides and spin-splitters: Waveguide analogies in one-dimensional spin chains
在这里，我们展示了波导理论和自旋链输运之间的直接映射，打开了另一种方法，量子信息传输在固态。通过对自旋链施加随时间变化的控制轮廓，我们设计了一个虚拟波导或“自旋引导”，以沿着链的定义的时空轨迹进行单独的自旋激发。我们明确地表明，限制，绝热弯曲损耗和分束的概念可以从光波导理论映射到自旋波导（因此“自旋分裂器”）。重要的是，所施加的控制脉冲的空间尺度需要比自旋间间距大，从而允许设计可缩放的控制架构。
Scalable quantum computation via local control of only two qubits
我们应用量子控制技术来控制一个大的自旋链，只作用于两个量子比特在其一端，从而实现通用的量子计算的组合量子门上的后者和交换操作链。结果表明，控制序列可以有效地计算和实施。我们讨论了这些想法的物理系统，如超导量子比特，其中完全控制长链是具有挑战性的应用。
Many-body strategies for multi-qubit gates - quantum control through Krawtchouk chain dynamics
我们提出了一种多量子比特量子门的设计策略。作为第一步，它采用了一个本征门映射的计算基础的状态，一个合适的多体哈密顿本征态。第二步采用共振驱动来强制一对本征态之间的跃迁，使所有其他本征态保持不变。该过程通过映射回计算基础来完成。我们展示了一个线性阵列的情况下，偶数N个量子位的策略，与特定的XX+YY最近的邻居之间的耦合。对于这个所谓的Krawtchouk链，2体驱动项导致iSWAP $_N$门，我们对N = 4和6进行数值测试。
Efficient electron transfer in quantum dot chains controlled by a cubic detuning profile via shortcuts to adiabaticity
在半导体纳米结构中实现长距离、快速、精确的电荷转移是可扩展电子器件的目标之一。本文从理论上研究了具有非线性时变轮廓的电场脉冲对电子沿半导体静电量子点线性链穿梭的控制。我们表明，这种基本的非线性以及绝热技术的捷径，以高保真度加速电子转移，同时仍然保持很大的鲁棒性下自旋翻转相互作用和不均匀性的耦合链。给定的保真度可以通过控制控制脉冲的最大扫描能量和持续时间来实验性地设置
Controlled Quantum State Transfer in a Spin Chain
控制传输的量子信息编码在量子波包沿自旋链移动的演示。具体而言，基于控制的关系，在一个范例的量子混沌，它表明，慢色散的波包可以自动出现从一类初始叠加态，只涉及几个自旋，和任意未指定的行波包可以无损地停止，后来重新启动与完美。这些结果为量子混沌研究在量子信息科学中的应用奠定了基础。
A switchable controlled-NOT gate in a spin-chain NMR quantum computer
本文提出了一种在固态NMR量子计算机中实现受控非门开关的方法。I=1/2核自旋的量子比特沿着量子自旋链（1-D反铁磁体）周期性地放置，所述量子自旋链具有单线态基态，所述单线态基态与由某些量子效应引起的最低激发态具有有限的自旋间隙。微波的辐射调谐到自旋能隙激发一个包的三重态磁振子在链的特定部分，其中涉及控制和目标量子比特。数据包在量子位之间的Suhl-Nakamura相互作用上切换，该相互作用充当受控的非门。量子位初始化是通过一个量子位初始化器来实现的，该初始化器由附着在自旋链上的半导体片组成，其中由半导体中的光泵浦方法产生的自旋极化被转移到自旋链上。该方案允许我们将初始化过程与计算分离，这样就可以优化计算部分而不受初始化方案的限制，这为我们提供了广泛的量子计算机材料选择。
Gradient projection method and stochastic search for some optimal control models with spin chains. I
本文提出梯度投影法与随机搜索用于解决具有自旋链的最优控制问题，通过类比方法改进了最大值原理并展示了遗传算法的应用。
Thermal control across a chain of electronic nanocavities
我们研究了一系列交替的热和冷电子纳米腔-通过共振隧穿量子点相互连接-旨在实现整个链的精确热控制。这是通过定位点的能级来实现的，使得在稳定状态下在整个链上实现热流的预定分布。每个腔中的电子数在稳定状态下是守恒的，这限制了腔的化学势。我们确定这些化学势分析的线性响应制度，点的共振能级和相邻的化学势之间的能量差是远远小于热能。在这种情况下，可以精确地解决热控制问题，而在一般情况下，热控制只能在相对意义上实现，也就是说，当人们只预先指定不同热流之间的比率时。我们将我们的结果应用到两种不同的情况下：我们首先证明了“热开关”可以很容易地实现与三个耦合腔，然后我们表明，我们的线性响应结果可以提供准确的结果，在大量的腔的情况下。
Control of a qubit state by a soliton propagating through a Heisenberg spin chain
我们证明了通过海森堡自旋链传播的非线性磁孤立子激发（孤子）可以作为一个强大的工具，能够相干控制量子比特的状态。物理问题由涉及孤子和量子比特之间的相互作用的哈密顿量描述。我们证明了在一定的条件下，一般的哈密顿量可以映射到一个量子比特二能级系统的矩阵元素依赖于孤子参数。我们考虑了一个亮孤子和一个暗孤子的作用依赖于驱动的非线性波函数。我们考虑了一个局部相互作用限制在链中最接近量子位自旋的位置。我们计算了所有情况下感兴趣的物理量的表达式，并分析了它们在某些特殊限制下的行为。
Quantum Optimal Control at Intermediate Times: Controlling Revivals in Spin Chains
本研究将量子最优控制扩展为可同时优化任意中间时间的可观测量，应用于Heisenberg XXX自旋链实现Dicke态激发的传播与复兴操控，为量子态动态跟踪及主动操控提供了新框架。
Entanglement purification without controlled-NOT gates by using the natural dynamics of spin chains
我们提出了一个简单的方案来纯化自旋为1/2的粒子中的两体纠缠，该方案只利用自然的自旋-自旋相互作用，即那些通常可以在现实物理系统中实现的相互作用，以及对单自旋的S_z测量。即使是标准的各向同性海森堡相互作用被证明是足够的，以净化混合态纠缠，如果有至少三对自旋。这种方法对于固态系统中的量子信息处理可能是有用的。
Superadiabatic quantum state transfer in spin chains
在这封信中，我们提出了一个超绝热协议，其中量子态转移可以实现任意高的精度和最小的控制跨越长自旋链与奇数的自旋。量子态传输协议仅需要控制边缘量子位与自旋链之间的耦合。我们使用μeV的典型自旋交换耦合值预测纳秒演化的结晶度高于0.99。此外，通过建立一个超绝热的形式主义在这个协议之上，我们提出了一个有效的超绝热协议，保留了最小的控制自旋链，并提高保真度高达20%。
Gradient projection method and stochastic search for some optimal control models with spin chains. II
本文研究了自旋链最优控制问题，通过梯度投影法和遗传算法解决转移与保持问题，并展示了多步GPM的优势。
Measurement-feedback control of chiral photon emission from an atom chain into a nanofiber
本文从理论上研究了激光驱动的一维原子链与一个量子阱相互作用的反馈控制问题。界面导致原子发射体之间的所有对所有的相互作用，并诱导手性，即光子定向发射到光子的优选导模中。在我们考虑的设置中，引导光的测量-通过光子计数或通过光电流求积的零差检测进行-通过驱动激光场的调制反馈到系统中。我们研究了这种反馈方案如何影响光子计数率和引导光场的求积。此外，我们分析了反馈如何改变原子链的多体稳态。我们的研究结果提供了一些见解，如何控制和工程师的动态轻物质网络实现与国家的最先进的实验装置。
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