Controlled Quantized Adiabatic Transport in a superlattice Wannier-Stark ladder
玻恩-福克定理是量子力学最基本的定理之一,并且通过绝热演化形成了具有含时哈密顿量的量子系统在希尔伯特空间中可靠和有效导航的基础。在没有能级交叉的情况下,即没有简并,并且在绝热时间演化下,哈密顿量的所有本征态保持其能量顺序,由守恒整数量子数标记。因此,控制本征态的哈密顿量和它们的能量顺序在渐近极限允许工程师之间的一个完美的绝热转移大量的初始和目标状态。态转移的保真度只受绝热性的限制,而目标态的选择则由标记本征态阶数的整数不变量控制。本文以有限超晶格的Wannier-Stark阶梯为例,即具有交替跳跃振幅和恒定电势梯度的一维晶格,证明了本征态的绝热控制可以用来诱导在预定数目的晶格点上的完全量子化的单粒子输运。我们将这篇论文献给我们已故的朋友和同事布鲁斯·肖尔,他是绝热过程的专家,在这一领域给了我们很多启示。
2022-08-23 quant-ph
Adiabatic excitation of a confined particle in one dimension with a variable infinitely sharp wall
结果表明,绝热循环激发量子粒子,这是被限制在一个一维区域,最初是在一个本征态。在循环期间,施加无限尖锐的壁,并改变其强度和位置。循环完成后,粒子的状态到达另一个本征态。它还表明,我们可以通过选择循环的参数来改变最终的绝热状态。通过这些绝热循环的组合,我们可以连接任意一对本征态。因此,这些循环可以被认为是绝热激发的基础。一个详细的参数提供的情况下,粒子被限制在一个无限大的正方形井。这是哈密尔顿系统中奇异量子完整性的一个例子。
2016-03-16 quant-ph
Adiabatic theorem revisited: the unexpectedly good performance of adiabatic passage
绝热通过采用缓慢变化的含时哈密顿量来控制量子系统沿哈密顿本征态的演化。对于有限持续时间的过程,确切的时间演化状态可能会偏离绝热本征态在中间时间,但在许多应用中,它被观察到,这种偏差达到最大值,然后显着减少接近过程的结束。我们提供了一个简单的理论解释这个受欢迎的,但往往不受赞赏的事实。我们的分析强调了一个单独的绝热性标准,高保真状态到状态转移,它指出了新的有效的近绝热动力学的捷径策略。
2021-06-17 quant-ph
Is the quantum adiabatic theorem consistent?
量子绝热定理指出,如果一个量子系统从哈密顿量的本征态开始,并且这个哈密顿量变化足够慢,那么系统就停留在这个本征态。我们调查实验的条件,必须满足这个定理举行。我们证明了传统的绝热条件以及最近提出的一些条件是不充分的或不必要的。实验证据是由一个简单的实验使用核自旋。
2008-01-02 quant-ph
A note on the geometric phase in adiabatic approximation
绝热定理表明,瞬时本征态是绝热演化量子系统精确解的一个很好的近似。因此,可以预期,通过使用本征态计算的几何相位也应该是精确几何相位的良好近似。然而,我们发现,前者的阶段可能略有不同,从后者,如果演化时间是足够大的。
2005-09-08 quant-ph
Geometrical Amplitude factors in the the adiabatic evolution
本文在具有虚本征值的厄米哈密顿量中引入并重新推导了几何振幅概念,证明绝热循环演化会产生纯几何起源的附加振幅因子,并以广义谐振子为例加以验证。
2025-05-05 quant-ph
Adiabatic evolution under quantum control
绝热量子计算的难点之一是计算时间的限制。在这里,我们提出了两个计划,以加快绝热演化。为了将这种受控绝热演化应用于绝热量子计算,我们设计了一个方案,而无需任何最终哈密顿量的瞬时本征态的先验知识。而在另一种方案中,控制是用瞬时本征态来构造的,瞬时本征态是控制的目标状态。作为例子,我们研究了一个受含时磁场控制的二能级系统。控制方案背后的物理解释。
2009-10-30 quant-ph
Necessary Condition for the Quantum Adiabatic Approximation
一个带隙的量子系统在演化后近似保持在它的本征态。我们证明,对于恒定的间隙,一般的量子过程,近似准备最终的本征态需要一个最小的时间比例的本征态路径的长度的比率的间隙。因此,没有严格的绝热条件可以产生更小的成本。我们还给出了绝热近似依赖于路径的局部性质的必要条件,这是适当的间隙变化时。
2009-11-07 cond-mat.other quant-ph
Semiclassical fast-forward shortcuts to adiabaticity
在通往绝热性的快进量子捷径中,设计的势$U_{FF}(q,t)$引导波函数在有限时间$τ$内从初始哈密顿量$\hat H(0)$的第$n$个本征态演化到最终哈密顿量$\hat H(τ)$的第$n$个本征态。以前提出的构建$U_{FF}$的策略(在没有特殊对称性的情况下)限于基态,$n=0$。我们开发了一种方法,克服了这一限制,从而大大扩大了这一捷径绝热性的适用性,我们用数值模拟说明其有效性。半经典分析提供了洞察力,并与类似的经典快进方法建立了密切的对应关系。
2021-01-14 quant-ph
Adiabatic eigenstate deformations as a sensitive probe for quantum chaos
在过去的几十年里,人们认识到量子混沌是统计力学和热力学出现的必要条件,它表现在通过随机矩阵系综和本征态热化假设对混沌哈密顿量本征态的有效描述上。量子多体系统中混沌的标准度量是能级统计和光谱形状因子。在这项工作中,我们表明,绝热规范势,本征态之间的绝热变形的发电机,作为一个更敏感的量子混沌措施的范数。我们能够检测到从非遍历到遍历行为的扰动强度的数量级小于标准措施所需的过渡。使用这种替代探针在两个通用类的自旋链,我们表明,混沌阈值随系统大小呈指数下降,可以立即检测到可积性破坏(混沌)扰动分析无穷小扰动,即使在可积点。在某些情况下,小的可积性破缺会导致系统的缓慢松弛,系统的大小呈指数级增长。
2020-07-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Inconsistencies of the Adiabatic Theorem and the Berry Phase
绝热定理指出,如果我们在一个瞬时本征态中准备一个量子系统,那么量子数是绝热不变量,并且除了相位因子之外,稍后时间的状态等价于当时的瞬时本征态。最近,Marzlin和Sanders指出,这可能会导致对统一性的明显违反。我们解决量子绝热定理内的Marzlin-Sanders不一致。然而,我们的解决方案指出另一个矛盾,即,循环以及非循环绝热Berry相位可以在严格绝热条件下消失。我们解决了这种不一致性,并开发了一个酉算子分解方法来论证绝热近似的有效性。
2005-05-13 quant-ph
Adiabatic Theory of Nonlinear Evolution of Quantum States
本文给出了非线性薛定谔方程下量子态绝热演化的一般理论,并给出了玻色-爱因斯坦凝聚体非线性隧穿模型的应用实例。我们的理论不仅阐明了本征态绝热演化的条件,而且还描述了在没有叠加原理的情况下无法从前者获得的非本征态运动的特征。我们发现,在非本征态的绝热演化中,Aharonov-Anandan相起着经典正则作用。
2002-08-02 cond-mat.soft quant-ph
One Component Dynamical Equation and Noise Induced Adiabaticity
绝热定理解决了含时哈密顿量的目标瞬时本征态的动力学。我们使用Feshbach P-Q分割技术,得到一个封闭的单分量积分微分方程。所得方程正确地跟踪目标本征态的足迹。通过一般分析和具体实例说明了所导出的动力学方程的物理意义。令人惊讶的是,我们发现了一个反常的现象,表明失相白噪声可以增强,甚至诱导绝热性。这种新现象可能会自然地发生在许多物理系统中。我们还表明,白噪声也可以缩短动态过程,如绝热量子计算的总持续时间。
2013-06-29 quant-ph
Hierarchical Fusion Method for Scalable Quantum Eigenstate Preparation
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Michigan State University(密歇根州立大学)
本研究提出了一种分层融合方法,通过在Rodeo算法前使用绝热梯度预处理,克服了初始态与目标本征态重叠度低导致的收敛问题,从而在大规模系统中保持指数收敛性。
2026-04-27 quant-ph
Eigenstate Preparation on Quantum Computers
本论文研究了量子计算机上的本征态制备算法,提出了量子绝热演化、Rodeo Algorithm 和 Variational Rodeo Algorithm 三种方法,并通过最优控制和动态参数优化提升了算法的准确性与可扩展性。
2024-12-19 quant-ph
Adiabatic passage and ensemble control of quantum systems
本文研究了受经典电场控制的有限量子梯本征态间的布居转移。使用适当的变量的变化,我们表明,这种设置可以设置在绝热通道,这是已知的,以促进量子系统的系综控制的框架。基于这一认识,我们提出了一个数学证明的鲁棒性的控制协议-啁啾脉冲-实践的实验驱动量子系统的合奏从基态到最激发态。然后,我们提出了新的绝热控制协议,使用一个单一的啁啾和振幅整形脉冲,鲁棒地执行本征态种群的任何排列,在一个系综的系统与糟糕的已知耦合强度。这样的绝热控制协议示出的模拟实现所有24个排列的4级阶梯。
2010-12-24 quant-ph
A measure for adiabatic contributions to quantum transitions
本文提出一种度量量子跃迁中绝热贡献的方法,可区分由本征态绝热变化与多本征态拍频引起的跃迁,并适用于含时密度泛函理论模拟以量化绝热性及核运动的相对重要性。
2023-05-16 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic driving and geometric phases in classical systems
本文在 Koopman-von Neumann 形式下研究经典可积系统的绝热驱动与几何相位,推导了相位显式形式及其与 Hannay 角的关系,并利用量子公式构建了生成绝热幺正流的经典绝热规范势。
2023-05-23 quant-ph
Eigenstates Transition Without Undergoing an Adiabatic Process
我们介绍了一类非厄米哈密顿,提供了一个动力学的方法,快捷绝热(DASA)。特别地,在我们提出的2 * 2哈密顿量中,一个特征值是绝对实的,另一个是复的。本征值的这种特殊形式有助于我们在不需要的本征函数中指数衰减布居,或者在期望的状态中放大布居,同时保持另一本征函数中的概率幅度守恒。这为我们提供了一种强有力的方法,使非绝热过程与相应的绝热过程具有相同的结果。与绝热性的标准捷径相反,我们的哈密顿量具有更简单的形式和更低的热力学成本。此外,我们表明,DASA可以扩展到更高的维度使用与我们的2 * 2哈密顿参数。我们提出的哈密顿算子不仅在DASA中有应用,而且可以用于声学、电子学和光学中的可调谐模式选择和滤波。
2019-01-21 physics.optics quant-ph
Symmetry-Protected Quantum Adiabatic Evolution in Spontaneous Symmetry-Breaking Transitions
量子绝热演化是物理学中一个重要的基本概念,它描述了慢驱动哈密顿量的瞬时本征态附近的动力学演化。在大多数发生自发对称性破缺跃迁的系统中,它们的两个最低本征态从非简并态变为简并态。因此,由于相应的能隙消失,传统的绝热条件变得无效。本文研究了自发对称性破缺跃迁中量子绝热演化的存在性,并导出了一个与自发破缺相关的绝热条件。由于受驱动哈密顿量在整个过程中保持对称性,具有不同对称性的不同瞬时本征态之间的跃迁被禁止。因此,即使最小能隙为零,当受驱动系统按照依赖于量子数的绝热条件变化时,仍然可以出现量子数保护的量子绝热演化。这一研究不仅加深了我们对量子绝热演化和自发对称性破缺跃迁的理解,而且在量子态工程、拓扑无源泵浦和量子计算等方面有着广泛的应用.
2019-05-22 cond-mat.quant-gas quant-ph
Schrodinger-Cat-Likeness in Adiabatic Approximation for Generalized Quantum Rabi Model without and with A^2-Term
本文给出了一种数学方法,得到了无二次相互作用和有二次相互作用的广义量子拉比哈密顿量的绝热近似。我们把电路QED中的哈密顿量作为描述二能级原子与单模微波光子相互作用系统的模型的能量。在不考虑二次相互作用的情况下,在绝热近似下,我们证明了每个裸本征态是否形成类薛定谔猫纠缠态取决于原子的能量偏置是零还是非零,然后忽略原子的隧道分裂效应.另一方面,在二次相互作用的情况下,我们在绝热近似下证明,对于每个能量偏差,(介子)对理论获得的所有物理本征态都形成单独的类薛定谔猫纠缠态。我们得出结论,这一事实来自隧道分裂的影响。
2018-09-18 quant-ph
Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor
绝热量子计算使得能够制备多体基态。这对于化学、材料科学等领域的应用至关重要。实现带来了重大的实验挑战:直接模拟实现需要复杂的哈密顿工程,而数字化版本需要深量子门电路。为了绕过这些障碍,我们提出了一个绝热变分混合算法,它采用短量子线路,并提供了一个系统的量子绝热优化的电路参数。量子绝热定理不仅保证了基态的存在,而且保证了激发态的存在.本文首次从实验上证明了在多量子位超导协处理器的辅助下,绝热变分算法可以有效地制备多体本征态.我们跟踪的实时演化的地面和激发态的横向场伊辛自旋的保真度,可以达到约99%。
2019-05-08 quant-ph
Implementation of quantum gates based on geometric phases accumulated in the eigenstates of periodic invariant operators
我们提出了一种新的策略,物理上实现一个通用的量子门的基础上积累的几何相位的非简并的本征态中指定的不变算子在一个周期性的物理系统。系统被驱动以这样的方式演化,即不变算子本征态的动力学相移相同(或{ \it mod} $2π$),而相应的几何相位是非平凡的。我们说明了如何在一个简单的,但典型的NMR型量子比特系统的工作策略。
2006-10-24 quant-ph
A new perturbative approach to the adiabatic approximation
提出了一种新的、直观的微扰方法来求解含时量子力学问题,这种方法在哈密顿量演化缓慢的情况下是有用的。一个系统的状态开始于初始哈密顿量的瞬时本征态,它被写为一个幂级数,具有一个简单的图形表示。该系列的每一项对应于一个序列的“绝热”演变,在此期间,系统保持在一个瞬时本征态的哈密顿量,间断的过渡从一个状态到另一个。这个级数的第一项是标准绝热演化,下一项是众所周知的第一次修正,随后的各项基本上可以通过检查写下来。虽然最后的结果也许并不令人惊讶,但它似乎并不广为人知,据我们所知,解释是新的。给出了该方法在绝热近似中的应用,并讨论了这种近似的有效性。
2006-03-09 quant-ph
Sum rule for non-adiabatic geometric phases
Uppsala University(乌普萨拉大学)
该研究提出了非绝热几何相位的求和规则,揭示了其在量子计算中的限制作用。
2026-01-11 quant-ph
Adiabatic quantum state preparation in integrable models
Max-Planck-Institut für Quantenoptik(马克斯·普朗克量子光学研究所);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna and INFN, Sezione di Bologna(博洛尼亚大学物理与天文学系及意大利国家核物理研究所博洛尼部分所)
本文提出利用绝热算法在量子计算机上制备可积分模型的高能本征态,通过热力学 Bethe ansatz 显示算法深度与 qubit 数呈多项式关系,且在非相互作用 XY 自旋链中验证了该方法的效率。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Emergent conservation laws and nonthermal states in the mixed-field Ising model
本文提出了一种利用绝热延拓的概念计算可积性破缺模型的近似守恒律和本征态的方法。给定某一哈密顿量,本征态和守恒算符可以用参数空间中邻近的一个简单哈密顿量的本征态和守恒算符,通过某种幺正旋转来计算。然而,大多数绝热延拓分析只使用这个酉隐式。在这项工作中,近似绝热规范势被用来构建一个状态敷料使用变分方法,通过旋转截断谱近似计算本征态。这些方法允许低能量和高能量近似非热本征态,以及准本地几乎保守的运营商,在模型中的可积性可能是非微扰打破建设。这些概念将在混合场伊辛模型中得到证明。
2020-02-20 cond-mat.str-el quant-ph
A New Class of Adiabatic Cyclic States and Geometric Phases for Non-Hermitian Hamiltonians
对于T-周期非厄米哈密顿量H(t),构造了一类周期为T的绝热循环态,它们不是初始哈密顿量H(0)的本征态.我们证明了相应的绝热几何相位角是实的,并讨论了它们与传统的复绝热几何相位角的关系。本文详细计算了旋进磁场中自旋为1/2的非厄米粒子的新绝热循环态及其几何相位。
1999-11-03 quant-ph
Adiabatic Geometric Phase for a General Quantum States
对于一般的量子态,在绝热演化过程中发现了一个几何相位。对于本征态的情况,它减少到原来的贝瑞相位。这样的相位在线性和非线性量子系统中都适用。此外,这个新的相位与汉内角有关,因为我们发现这些角,一个经典的概念,可以在量子系统中自然出现。结果表明,与两个层次的模型。
2004-03-29 quant-ph
Geometric phase for an adiabatically evolving open quantum system
我们得到了一个优雅的解决方案的驱动场的影响下,随时间变化的相位,其中包括开放系统的影响,如退相和自发发射的演化。这种解决方案,这是通过工作在与时间相关的厄米哈密顿的本征态对应的表示,使动态和几何相位的演变密度矩阵被分离,并相对容易地计算。
2004-06-02 quant-ph
Trainable, self-verifying variational quantum eigensolver using adiabatic warm starts
University of Ljubljana(卢布尔雅那大学);Rudolfovo, Science and Technology Centre(鲁多尔福沃科学与技术中心);Quantinuum
本文提出了一种可扩展的自验证变分量子本征求解器,通过绝热预热方法避免 barren plateau 和局部极值,利用能量标准差测量认证本征态准确性。
2026-10-30 quant-ph
Experimental realization of noise-induced adiabaticity in nuclear magnetic resonance
绝热演化是慢变哈密顿量的瞬时本征态的动力学过程。最近,一个有趣的现象表明,白噪声可以增强甚至诱导绝热性,这与以前的观点相反,即环境噪声总是修改甚至破坏设计的绝热通道。我们在核磁共振系统中实验实现了噪声诱导绝热。我们证明了绝热Hadamard门和纠缠态。实验表明,噪声对绝热性的影响,并与无噪声的过程进行了比较。我们采用了一种噪声注入方法,该方法可以应用于其他量子系统。
2018-02-05 quant-ph
Simulating a Topological Transition in a Superconducting Phase Qubit by Fast Adiabatic Trajectories
拓扑相的重要性在凝聚态物理界已得到广泛的认识。可控量子系统为研究和设计各种拓扑相提供了一个人工平台。量子态的绝热轨道描述了体布洛赫本征态随动量的变化,但由于量子耗散的存在,这种绝热模拟方法在实际应用中受到限制。在这里,我们应用“绝热捷径”(STA)协议,实现快速绝热演化的超导相位量子比特系统。由此产生的快速绝热轨迹说明的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型中的体布洛赫本征态的变化。一个尖锐的过渡实验确定的拓扑不变的缠绕数。我们的实验有助于确定一个二维玩具模型的拓扑Chern数,表明快速绝热模拟方法的拓扑系统的适用性。
2017-12-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Eigenlevel statistics of the quantum adiabatic algorithm
研究了3-可满足性问题的量子绝热算法的本征能级谱,重点研究了单解情形。的基态和相关的间隙,决定算法的运行时间至关重要的属性,被发现是远离随机矩阵理论的预测。基态和第一激发态之间的能隙分布显示出大量的小能隙。另一方面,来自光谱中心部分的本征态可以用随机矩阵理论很好地描述。
2005-12-02 quant-ph
Fast quantum algorithms for traversing paths of eigenstates
考虑具有最小本征值间隙G的酉算符或哈密顿算符的非简并本征态的路径。本征路径遍历问题是将初始本征态的一个或多个副本变换为最终本征态。这个问题的解决方案的应用范围从量子物理模拟优化。对于哈密尔顿人,传统的方法是应用绝热定理。我们给“数字”的方法进行转换,不需要假设的路径连续性或可微性,除了没有大的跳跃。给定关于路径上的状态之间的特征值和重叠的足够信息,可以以复杂度O(L/G log(L/e))完成变换,其中L是路径的角长度,e是输出状态的误差的指定界限。我们表明,所需的信息可以得到在第一组的转换,其复杂性每个状态转换有一个额外的因素,依赖于沿路径的最大角速度,这个速度是平均恒定的角距离,不需要连续性。我们的方法比传统的绝热算法具有更好的性能,路径上的条件更少,它们也改进了以前最好的数字方法,并证明了路径长度和间隙是决定沿着路径的状态转换的复杂性的主要参数。
2010-05-17 quant-ph
Necessary and sufficient condition for quantum adiabatic evolution by unitary control fields
我们将量子绝热演化分解为规范不变幺正算符的乘积,在绝热近似下得到了精确的非绝热修正。给出了导致绝热演化具有几何相位的一个充要条件,并确定了在绝热演化中,当本征态缓慢变化时,本征能和简并度可以迅速变化.我们以参数化脉冲序列驱动的绝热演化为例验证了这一结果。对于具有相同平均能量和演化路径的缓慢旋转的驱动场,快速调制场可以具有比在具有恒定振幅的传统方法下获得的更小的非绝热误差。
2016-05-11 quant-ph
Contribution of the basis-dependent adiabatic geometric phase to noncyclic evolution
在哈密顿量随时间变化的任意瞬时基上,可以正确地计算出矢量态在沿非循环路径绝热演化下的几何相位.
2015-04-19 quant-ph
Contribution of adiabatic phases to noncyclic evolution
我们表明,绝热相位的差异,这是基依赖的,在非简并量子系统的非循环演化中必须考虑到给出正确的干涉结果的物理量的计算中的状态是能量的瞬时本征态的叠加。为了验证这些绝热相在干涉现象中的贡献,我们考虑了旋进外磁场耦合的自旋1/2模型。在该模型中,绝热相位随时间增加,当外部磁场完成一个周期时,绝热相位达到模型的Berry相位差。
2009-08-06 quant-ph
Properties of Geometric Potential in the Invariant Adiabatic Theory
本文主要讨论了我们最近提出的量子绝热过程不变微扰理论中的几何势。我们发现它与二维量子系统中球面曲线的测地曲率有关。我们还指出几何势对绝热近似的影响是显著的。
2007-06-05 quant-ph
Nonadiabatic factor accompanying magnetic translation of a charged particle
结合Berry相位现象的量子绝热定理可以被表征为将时间演化算符分解为一个依赖于路径的几何因子、一个通常的动力学因子和一个在绝热极限下接近恒等式的非绝热因子。我们研究的情况下,所有这三个因素可以明确地构建和瞬时哈密顿具有无限退化的能量本征态与磁平移对称性。讨论了非绝热因子在跃迁几率中的意义。
2007-09-08 quant-ph
Quantum entangling power of adiabatically connected hamiltonians
量子哈密顿量的空间有一个自然的划分,在类的运营商,可以在几何变形到对方。我们考虑作用在二分量子态-空间上的参数哈密顿量族。当族中不同的哈密顿量属于同一绝热类时,可以通过移动对应于不同控制参数值的能量本征态来操纵纠缠。我们介绍了绝热纠缠功率的相关概念。对一般的$d\times d$量子系统和具体的双量子比特系统进行了分析
2004-04-02 quant-ph
General conditions for a quantum adiabatic evolution
当一个物理系统在其演化过程中保持在哈密顿量的瞬时本征态时,绝热性就发生了。不幸的是,现有的结果,如量子绝热定理的基础上的一个缓慢的发展(H(λ t),λ t?0),不足以描述由哈密顿量H(t)本身驱动的演化。在这里,我们得到一般的标准和精确的界限,为国家和它的相位,确保绝热演化的任何哈密顿量H(t)。作为一个推论,我们证明了一个缓慢的哈密顿量的变化率的常用条件相比,光谱间隙,确实是足以确保绝热性,但只有当哈密顿量是真实的和非振荡(例如包含指数或多项式,但没有正弦函数)。
2009-06-24 quant-ph
Noisy Control, the Adiabatic Geometric Phase, and Destruction of the Efficiency of Geometric Quantum Computation
我们研究了耦合到噪声经典控制场的量子系统的绝热动力学。一个随机相移出现在系统的密度矩阵的非对角元素,这可能会导致退相干。我们推导出退相干发生的条件,并确定驱动退相干的噪声特性。我们展示了这种退相干机制如何导致:(1)绝热几何相位的可观察结果的退相;以及(2)在足够噪声的几何量子计算机上运行时Shor算法的计算效率的损失。
2003-11-30 quant-ph
Non-adiabatic geometric quantum computation with trapped ions
提出了一个非绝热的囚禁离子几何量子计算方案。通过利用Aharonov-Anandan相位,该方案不仅保持了量子计算中的全局几何性质,而且还提供了非绝热性的优点,克服了现有绝热方案演化缓慢的问题.此外,本方案只需要每个离子中的两个原子能级,使其成为量子计算的一个有吸引力的候选者。
2003-02-13 quant-ph
The role of the geometric phases in adiabatic populations tracking for non-hermitian hamiltonians
我们证明了非自伴动力学系统瞬时本征态布居的定义并不明显。用于自伴情况的定义的天真的直接扩展导致不一致;由此产生的工件可以诱导一个错误的反转的人口或错误的绝热性。我们表明,可以避免的不一致性,通过引入几何相位在另一种可能的定义的人口。给出了一个例子,它演示了异常的影响和他们的消除,我们的方法。
2012-03-21 quant-ph
Entropic uncertainty relations for the ground state of a coupled system
人们对不确定原理重新产生了兴趣,从信息论的观点重新表述,称为熵不确定关系。研究了各种可积系统的量子数随其量子数的变化。在这项工作中,集中在基态的非线性,耦合哈密顿系统,我们表明,近似的本征态可以被构造在绝热理论的框架内。利用绝热本征态,我们估计了作为非线性参数的函数的信息熵及其和。我们也简要地看一下系统中的高激发态的信息熵。
2003-08-27 quant-ph
Non-adiabatic Arbitary Geometric Gates in 2-qubit NMR Model
本文研究了一个两量子比特核自旋系统,利用非绝热操作实现了任意几何的量子相位门。利用多谐频率的单脉冲磁场对2量子比特的量子态进行瞬时操纵。利用共振跃迁近似,可以解析地求解两个核自旋的含时哈密顿量。在不采用绝热近似的情况下,得到了波函数随时间的演化。确定了磁脉冲的频率、幅值、各谐波分量的相位以及脉冲持续时间等参数,实现了任意非绝热几何相位门。推导了非绝热几何控制相位门和A-A相位。
2006-12-16 quant-ph
Quantum adiabatic evolution with energy-degeneracy levels
针对简并能级上量子绝热演化过程中与Wilczek-Zee定理预言的微小内禀动力学偏差,提出了一种经典类相空间形式.在这种形式中,希尔伯特空间和简并本征态的集合分别成为经典类相空间和相空间中的高维子空间。与以前用不同方法得到的结果相比,本文的结果有质的不同,即本文所得到的一阶偏差总是垂直于简并子空间。采用具有两个简并暗态的三脚架方案哈密顿量来说明简并能级的绝热偏差。
2015-10-29 quant-ph
Adiabatic Condition and Quantum Geometric Potential
本文提出了绝热过程的U(1)不变展开理论。作为应用,我们提出并讨论了新的充分绝热近似条件。在新的条件下,我们发现了一个新的不变量,称为量子几何势(QGP),它包含在所有含时过程中。此外,我们还对QGP的性质和效应进行了详细的讨论和分析。
2008-03-26 quant-ph
On the consistency in the adiabatic theorem and quantum geometric phase
讨论了绝热近似中最近发现的不一致性(MS不一致性)。特别地,分析了Berry相位中的所谓不一致性。与某些作者相反,我们发现MS不一致性持续存在,所谓的Berry相不一致性不存在。
2007-02-14 quant-ph
Geometric phase gates based on stimulated Raman adiabatic passage in tripod systems
我们考虑了三脚架系统中的受激拉曼绝热通过(STIRAP)过程,并展示了如何产生所涉及的量子态的纯几何相变。几何相位由三个激光场控制,其中脉冲形状、相对场强和相位可以控制。基于这些几何相位,我们提出了一组适用于量子计算的通用门:一个量子位相位门,一个Hadamard门和一个两量子位相位门。
2007-01-31 quant-ph
Non-adiabatic conditional geometric phase shift with NMR
条件几何相移门是近年来利用核磁共振技术在绝热条件下研制的一种具有一定误差容错能力的几何相移门。根据绝热要求,除非汉密尔顿在过程中变化得极其缓慢,否则结果是不准确的。然而,在量子计算中,一切都必须在退相干时间内完成。量子计算机的功耗与在退相干时间内可以进行的最大逻辑门运算次数成指数关系,这就要求量子计算中的每一个逻辑门都具有很高的运行速度。绝热条件使得任何快速的条件Berry相位(循环绝热几何相位)移位门都是不可能的。在这里,我们表明,通过使用一个新的设计序列的简单操作与一个额外的垂直磁场,条件几何相移可以做到非线性。因此,几何量子计算可以在与通常量子计算相同的速度水平上进行。
2002-08-22 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
Geometric Phase and Non-Adiabatic Effects in an Electronic Harmonic Oscillator
沿着循环轨道操纵量子谐振子态导致路径依赖的几何相位。在这里,我们描述了一个实验观察电子谐振子中的几何相位。我们使用超导量子比特作为相位的非线性探针,否则由于振荡器的线性而无法观察到。我们的结果表明,几何相位是,对于各种循环轨迹,在正交平面封闭的面积成正比。在向非绝热态的转变中,我们研究了量子比特-共振器纠缠对量子比特相位和退相的修正。所展示的可控性使我们的系统成为一个多功能的工具来研究开放量子系统中的绝热和非绝热几何相位,并研究量子信息处理的几何门的潜力。
2011-12-22 quant-ph