Exact WKB analysis for adiabatic discrete-level Hamiltonians
本文运用精确WKB分析研究两能级及多能级系统的绝热动力学，推导出与两能级情形相似的跃迁概率公式，并通过具体示例证明该非微扰方法可推广至多能级系统。
2024-01-29 quant-ph
Perturbative Calculation of the Adiabatic Geometric Phase and Particle in a Well with Moving Walls
我们用瑞利-薛定谔微扰理论计算了由于哈密顿量的微扰对绝热几何相位的修正。我们表明，这些修正至少是二阶的扰动参数。作为我们的一般结果的应用，我们解决的问题的绝热几何相的一维粒子被限制在一个无限的正方形井与移动的墙壁。
1999-10-25 hep-th quant-ph
Generalized adiabatic approximation to the asymmetric quantum Rabi model: conical intersections and geometric phases
非对称量子拉比模型（AQRM）描述了量子谐振子和偏置量子比特之间的相互作用，它自然地出现在电路量子电动力学电路和器件中。AQRM中隐藏的对称性的存在导致了丰富的能量景观的锥形交叉点（CI），从而有趣的拓扑性质。然而，目前AQRM的近似值无法正确重现这些CI。为了克服这些限制，我们提出了一个广义绝热近似（GAA）来描述AQRM的能谱。这是通过结合微扰绝热近似和AQRM的精确例外解来实现的。GAA对现有的方法进行了实质性的改进，并将微扰处理的极限推到了非微扰区域。作为GAA应用的初步实例，我们计算了与AQRM相关的CI周围的几何相位。
2021-08-18 quant-ph
Quantum adiabatic elimination at arbitrary order for photon number measurement
绝热消去是一种基于时间尺度分离的微扰模型降阶技术，常用于简化复合量子系统的描述。我们在这里分析了一个量子实验，其中微扰展开可以进行到任意阶，使得：（i）我们可以最终以量子形式制定精确的简化模型;（ii）由于该系列为越来越大的参数值提供了准确性，我们可以放弃时标分离的任何条件，从而分析实际实验表现最好的中间状态;（iii）我们可以澄清一些规范自由度在这种模型简化技术中的作用。
2020-01-08 quant-ph
Atom diode: Variants, stability, limits, and adiabatic interpretation
我们检查并解释了"原子二极管“的稳定性，原子二极管是一种激光装置，它允许基态原子在一个方向上通过，但不能在相反的方向上通过。二极管的行为和使用不同的激光器配置所产生的变化可以用绝热近似来理解。分析了该近似的失效条件，即二极管失效条件。
2005-05-25 quant-ph
Adiabatic driving and parallel transport for parameter-dependent Hamiltonians
本文利用Van Vleck-Primas微扰理论研究参数依赖哈密顿量特征向量的平行移动，定义了通过酉变换生成平行平移的非阿贝尔联络，并证明其和乐与Berry相位相关。
2023-11-22 quant-ph
A perturbative expansion of the evolution operator associated with time-dependent quantum Hamiltonians
一种新的扩展-广义马格努斯扩展-与（一般情况下，随时间变化）扰动哈密顿量的演化算子的介绍。它示出，它有一个广泛的可能的解决方案，可以根据计算方便的拟合。详细研究了非定常和绝热情形。
2004-04-09 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
Observation of non-adiabatic Landau-Zener tunneling among Floquet states
本研究利用时间分辨多光子光电子能谱，观测到强光场下Cu(111)中Floquet态之间的非绝热Landau-Zener隧穿，揭示了绝热Floquet演化的崩溃，并确立了物质光修饰、超快光波电子学及高次谐波产生间的直接联系。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Extending Non-Perturbative Simulation Techniques for Open-Quantum Systems to Excited-State Proton Transfer and Ultrafast Non-Adiabatic Dynamics
本文将矩阵乘积态方法扩展至开放量子系统（TEDOPA），用于研究激发态质子转移及强激光驱动下的超快非绝热动力学，实现了对耗散效应的精确量子模拟。
2024-05-14 physics.chem-ph quant-ph
Adiabatic Quantum Phase Estimation
Center for Theoretical Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院理论物理中心）；Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院机械工程系）
本文提出了一种简单的绝热协议，用于量子相位估计，实现了最优的海森堡极限缩放，同时在精度和失败概率上具有鲁棒性。
2026-05-21 quant-ph
Ideal quantum gas in expanding cavity: nature of non-adiabatic force
考虑了在膨胀腔中的量子气体，研究了气体产生的作用在腔壁上的非绝热力的性质。首先，利用含时正则变换将膨胀腔变换为非膨胀腔，定义了力算符。其次，应用微扰理论，当腔壁开始在时间原点移动时，我们发现非绝热力是壁速度的平方，从而不会打破时间反演对称性，与一般的信念相反。最后，利用无跃迁量子态的集合，我们精确地得到了非绝热力。精确结果证明了力算符定义和微扰论问题的正确性。解释了利用无跃迁量子态实现非绝热跃迁的神秘机制。研究是在硬壁和软壁约束的情况下进行的，约束长度随时间变化。
2011-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Failure of the geometric approach prediction of excess work scaling for open and isolated quantum systems
寻找最佳的协议，最大限度地减少能源成本的热力学过程的长而有限的持续时间$τ$的任务是一个紧迫的。我们在这里接近这个问题在一个严格的和系统的方式通过封闭的哈密顿量子系统的绝热微扰理论。我们的主要发现是一个$1/τ^2$标度的大$τ$在带隙系统的多余的工作。这一结果与$1/τ$对几何优化方法的预测不一致，后者是基于开放系统接近正则平衡的缓慢演化。相比之下，我们的方法不会导致一个明显的几何解释。此外，由于热力学功不依赖于一个孤立的量子系统如何被分裂成一个感兴趣的系统及其环境，我们的结果意味着即使对于开放系统，几何方法预测也是失败的。此外，我们提供了替代的优化程序，无论是缓慢变化的过程所描述的绝热微扰理论和弱变化的过程所描述的线性响应理论。我们的研究结果是基准和确认通过应用程序驱动的横向场伊辛链。
2022-11-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Optimization of STIRAP-based state transfer under dissipation
利用微扰处理，我们量化了非绝热泄漏和系统耗散对受激拉曼绝热通道（STIRAP）过程传输保真度的影响。我们发现，优化传输时间，而不是耦合配置文件，导致一个显着改善的传输保真度。保真度的上限已被发现作为一个简单的分析功能的系统合作。我们还提供了一个系统的方法来有效地达到这个上限。
2016-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Constrained Adiabatic Trajectory Method (CATM): a global integrator for explicitly time-dependent Hamiltonians
本文重新研究了约束绝热轨道法（CATM）作为薛定谔方程的积分方法。最初的讨论将CATM的上下文中使用的不同的积分器在文献中的时间无关或显式的时间依赖的哈密顿。重点放在绝热过程，并在此绝热框架内的CATM，波算子，Floquet和（t，t '）理论之间的相互依存关系的详细介绍。两点，然后更具体地分析和说明的数值计算描述的$H_2^+$离子提交的激光脉冲。第一点是能力的CATM扩张的哈密顿谱，从而使微扰处理的方程定义的波函数可能的，可能通过使用Krylov子空间的方法作为补充。第二点是CATM处理极其复杂的时间依赖性的能力，例如当使用交互表示来集成系统时出现的时间依赖性。
2012-01-05 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
From non-equilibrium Green's functions to quantum master equations for the density matrix and out-of-time-order correlators: steady state and adiabatic dynamics
我们考虑一个有限量子系统在慢驱动和弱耦合的热库在不同的温度。我们提出了一个系统的推导的量子主方程的密度矩阵和无序的关联函数。我们开始从微观哈密顿量，我们制定的方程统治这些数量的动态诉诸Schwinger-Keldysh非平衡格林函数形式主义，执行系统和水库之间的耦合微扰膨胀。我们专注于绝热动力学，这对应于考虑由于系统-储层耦合的弛豫时间和与驱动相关的时间尺度之间的比率的线性响应。我们计算粒子和能量通量。我们说明的形式主义的情况下，耦合到玻色子水库和一对相互作用的量子点连接到费米子水库，还讨论相干效应的相关性。
2021-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric phases in superconducting qubits beyond the two-level-approximation
几何相位，伴随着量子系统的演化，只依赖于它在状态空间中的轨迹，通常在二能级系统中进行研究。然而，在这里，我们研究的绝热几何相位在弱非谐和强驱动的多能级系统，实现作为一个超导transmon型电路。我们测量了第二激发态对二能级几何相位的贡献，并发现与理论处理更高的能级微扰很好的协议。通过改变演化时间，我们证实了时间的几何相位的独立性，并探讨了绝热近似在过渡到非绝热制度的有效性。
2012-06-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Harnessing non-adiabatic excitations promoted by a quantum critical point
由于能隙的闭合，在有限时间内跨越量子临界点挑战绝热条件，这最终导致激发的形成。这种非绝热激发在许多情况下通常被认为是有害的，因此已经提出了几种策略来避免它们的形成。然而，在这里，我们展示了如何控制这些非绝热激发-起源于由于量子临界点的存在而未能满足绝热条件-从而利用它们来有利地执行某些任务。我们专注于封闭循环达到量子临界点的全连接模型分析两个例子。首先，通过接近量子临界点来加载的量子电池，其存储和可提取的工作通过重复循环呈指数级增加。第二，快速制备包含多体纠缠的自旋压缩态的方案。在这两种情况下，相应的品质因数关键取决于普适临界指数和在过渡附近驱动系统的协议的缩放。我们的研究结果突出了量子热力学和计量学与临界非平衡动力学之间的相互作用。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Degenerate Adiabatic Perturbation Theory: Foundations and Applications
我们目前的细节和扩展的框架，导致最近推出的退化绝热微扰理论[物理评论快报。104，170406（2010）]，以及在[Phys.Rev.A85，062111（2012）]中给出的退化绝热定理的公式化及其必要和充分条件。我们从退化哈密顿的绝热近似开始，为相关的退化绝热定理的清晰和严格的陈述铺平了道路，其中非阿贝尔几何相位（Wilczek-Zee相位）对其定量表述起着核心作用。然后，我们描述了简并绝热微扰理论，其零阶项是简并绝热近似，在其充分的一般性。时变波函数的微扰幂级数展开式中的参数直接与驱动系统从其初始状态到其最终状态所需的时间的倒数相关联。利用简并绝热微扰理论，得到了量子力学绝热定理成立的严格充要条件。最后，为了说明的权力和广泛的范围内的方法，我们应用框架的退化哈密顿，其封闭形式的依赖于时间的波函数推导出准确，也对其他非精确可解的哈密顿的解决方案进行数值计算。
2014-08-07 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Kibble-Zurek scaling in the quantum Ising chain with a time-periodic perturbation
本文通过解析分析含时间周期扰动的横场伊辛链中的缺陷密度，证明尽管非微扰贡献在绝热极限下不为零，量子Kibble-Zurek标度仍保持不变，表明QKZM对扰动具有鲁棒性。
2023-07-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Restoring Adiabatic State Transfer in Time-Modulated Non-Hermitian Systems
针对含例外点的非厄米系统中动态环绕例外点会因绝热性失效产生手性、难以实现对称绝热态传输的问题，本研究通过选择使演化算符具有实谱的参数空间轨迹，从理论上证明了对称绝热量子态传输的可行性，为波操控协议发展提供了新方向。
2024-02-23 physics.optics quant-ph
Dynamics of atoms in a time-orbiting-potential trap: consequences of the classical description
为了研究绝热近似假设的失效与磁阱物理参数之间的关系，求解了描述原子在磁阱中运动的经典模型。这允许评估的效果，反转的偏置场旋转产生的原子轨道的垂直位置上，位移是密切相关的陷阱运动的绝热字符。本研究的动机是以前在实际磁时间轨道势阱中进行的类似实验测试。我们发现经典模型提供的非绝热效应是非常小的。因此，我们的结论是，实验测量的理论解释，需要在磁陷阱的动力学的量子描述。
2010-04-28 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Quantum annealing and non-equilibrium dynamics of Floquet Chern insulators
通过时间周期微扰诱导拓扑转变为控制材料的性质提供了一条途径。在这里，我们表明，绝热制备的一个非平凡的状态涉及选择性人口的边缘状态，由于指数小的差距防止绝热。我们通过研究具有缓慢增加振幅的跳跃相位的石墨烯样带来说明这一点，例如，缓慢开启的圆偏振激光器。感应电流具有大的周期性振荡，但在时间平均时仅在边缘流动，并且可以通过将激光聚焦在任一边缘来控制。大块经历了一个非平衡的拓扑转变，由Bianco和Resta在平衡引入的本地陈标记的信号。的绝热图片中存在的带内共振的失败进行了讨论。
2016-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Perturbative Expansion of Irreversible Work in Fokker-Planck Equation a la Quantum Mechanics
利用含时Fokker-Planck算子的本征函数讨论了Fokker-Planck方程解的系统展开式。膨胀参数是控制外部势形式的外部参数的时间导数。我们的展开式对应于量子力学中绝热运动的微扰计算。利用这种方法，我们推导出了一个新的计算不可逆功阶数的公式，它用伪密度矩阵表示为期望值。将此方法应用于调和势的情形，我们证明了展开式的一阶项给出了精确结果。由于不需要求解耦合的矩量微分方程，因此简化了各种函数的计算，如单位时间内不可逆功的涨落。我们进一步研究精确的优化协议，以最大限度地减少不可逆的工作，通过计算其变化相对于控制参数本身。
2017-07-14 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
