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
Experimental Performance of a Quantum Simulator: Optimizing Adiabatic Evolution and Identifying Many-Body Ground States
我们利用局域绝热演化方法,实验上建立并确定了一个具有14个自旋的全连通伊辛模型的基态自旋序。局部绝热演化-其中系统演化速率是瞬时能隙的函数-被发现与其他绝热方法相比最大化基态概率,同时只需要$2^N$哈密顿本征值的最低$\sim N$的知识。我们还表明,基态顺序可以被实验确定为所有可能的自旋配置的最可能的,即使当演化是高度非绝热的。
2013-05-10 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
Speedup in Quantum Adiabatic Evolution Algorithm
Farhi等人提出的量子绝热演化算法是求解NP完全问题的有效算法。该算法是由绝热定理。因此,为了减少运行时间,它是必不可少的检查之间的最小能隙的基态和下一个通过演化。在这篇文章中,我们提出了一种加速量子绝热演化算法的方法,使用扩展的哈密顿量。给出了能隙与扩展哈密顿量元素之间的精确关系,为减少计算时间提供了新的视角。
2002-10-24 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
Adiabatic Time Evolution in Spin-Systems
讨论了量子伊辛模型和各向异性海森堡模型中的绝热过程。绝热过程被假定为自旋系统周围磁场强度的缓慢变化。这些过程在光晶格中冷原子的处理和绝热量子计算中具有重要意义。我们确定的概率,在绝热通道从基态开始,具有较高的能量的状态被激发。
2003-09-02 quant-ph
Adiabatic Quantum Computation with a 1D projector Hamiltonian
绝热量子计算是基于量子系统的绝热演化。我们分析了一类特殊的量子绝热演化,其中初始或最终的哈密顿量是相应的基态上的一维投影哈密顿量。的最小能隙,它管理一个成功的演变所需的时间被证明是成比例的初始和最终的哈密顿量的基态的重叠。我们发现,这样的演变表现出快速的交叉附近的过渡点的能隙是最小的基态的突然变化。此外,通过在转变点附近的窄区间内执行部分绝热演化,可以获得更快的演化。这些结果概括和量化早期的作品。
2009-07-06 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
Geometric nature in adiabatic evolution of dark eigenstates
在最近的一封信[物理。{ \bf 95},080502(2005)],提出了一种有趣的方案,通过暗本征态的绝热演化来实现具有内置容错特征的一类条件量子相位门。在这篇评论中,我们阐述了门方案的几何性质,并澄清它仍然属于一类传统的几何量子计算。
2005-09-21 quant-ph
Adiabatic quantum imaginary time evolution
提出一种绝热量子虚时间演化协议,无需量子态层析成像,通过积分经典微分方程获得绝热哈密顿量,扩展了绝热态制备可访问的态范围。
2024-04-22 quant-ph
Quantum Gates with Controlled Adiabatic Evolutions
我们引入了一类量子绝热演化,我们声称可以解释为量子门模型的幺正门的等价物。我们认为,这些门形成一个通用的集合,因此可以被用来作为积木在建设任意的“绝热电路”,类似的方式,其中门被用于电路模型。上述构造的一个含义是,任意经典布尔电路以及门模型电路可以直接转换为绝热算法,而不需要额外的资源或复杂性。我们表明,虽然这些绝热算法未能表现出某些方面的固有容错传统的量子绝热算法,他们可能有一定的其他实验优势作为量子门。
2015-02-18 quant-ph
Accelerating quantum adiabatic evolution with $π$-pulse sequences
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics and Department of Physics, Tsinghua University(清华大学低维量子物理国家重点实验室和物理系);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心);Beijing National Research Center for Information Science and Technology(北京信息科学与技术国家研究中心)
通过π脉冲序列抑制非绝热跃迁,实现快速且稳健的量子绝热演化。
2025-06-11 quant-ph
Digital adiabatic evolution is universally accurate
本研究证明数字绝热演化对模拟误差具有内在鲁棒性且误差不随时间累积,通过分析Trotterization和广义量子信号处理方法,结合数值模拟证实其效率远超预期,为量子平台上的准确高效实现奠定基础。
2025-10-14 quant-ph
Measurement-Based Quantum Computation on Two-Body Interacting Qubits with Adiabatic Evolution
团簇态不可能是两体相互作用哈密顿量的唯一基态。在这里,我们提出了创建一个集群状态的逻辑量子比特编码自旋1/2粒子的电磁削弱两体相互作用。该建议是有效的任何空间维度的集群状态。在有限时间内由热涨落和绝热演化引起的误差可以被消除,从而保证了容错量子计算方案。
2014-10-29 quant-ph
Experimental implementation of local adiabatic evolution algorithms by an NMR quantum information processor
量子绝热算法是通过演化缓变哈密顿量的基态来求解计算问题的一种方法。该技术利用缓慢变化的哈密顿量的基态的演化来达到所需的输出状态。在某些情况下,例如Grover搜索算法和Deutsch-Jozsa算法的绝热版本,应用全局绝热演化产生类似于其经典算法的复杂度。然而,使用局部绝热演化,J. Roland和N. J. Cerf for Grover's search [ Phys. Rev. A. { \bf 65} 042308(2002)]和Saurya Das、Randy Kobes和Gabor Kunstatter的Deutsch-Jozsa算法[Phys.Rev.A. { \bf 65},062301(2002)],产生$\sqrt{N}$阶的复杂度(其中N=2 $^{\rm n}$,n是量子位的数目)。本文报道了利用核磁共振在双量子位量子信息处理器上实现这些局域绝热演化算法的实验结果。
2005-06-30 quant-ph
Hierarchical Theory of Quantum Adiabatic Evolution
量子绝热演化是量子系统在缓慢的外部驱动下的动力学演化。根据量子绝热定理,在这种动力学演化中,非简并瞬时本征能级之间不发生跃迁。然而,只有当驱动率无限小时,这才是真的。对于小的非零驱动速率,在能级之间通常存在小的跃迁概率。我们发展了一个经典力学框架来解决量子绝热定理的小偏差。迭代构造了一系列的哈密顿算子,其中零阶哈密顿算子由原系统哈密顿算子确定。$k$阶偏差由$k$阶哈密顿量控制,该哈密顿量取决于绝热参数直到$k$阶的时间导数。两个简单的例子,朗道-齐纳模型和自旋1/2粒子在旋转磁场,用来说明我们的分层理论。我们的分析还揭示了一个深刻的,以前未知的经典绝热理论和量子绝热理论之间的联系。
2015-05-03 quant-ph
Evolution-Time Dependence in Near-Adiabatic Quantum Evolutions
我们扩展了标准的量子绝热定理,研究了在近绝热极限下量子演化的时间依赖性。我们研究了一个哈密顿量,它在一个总的演化时间$τ$内沿着某个固定的轨迹从$\hat{H}_0$演化到$\hat{H}_1$,我们的目标是确定系统的最终状态如何依赖于$τ$。如果系统初始化在非简并基态,绝热定理表明,在大$τ$的极限下,系统将停留在基态。我们研究了近绝热极限,其中系统演化得足够慢,大部分但不是所有的最终状态都处于基态,并且我们发现,只要间隙大,离开基态的概率在$τ$中以由沿哈密顿量轨迹的谱间隙的积分确定的频率振荡。如果间隙变得非常小,则最终概率是由小间隙之前和之后的间隙的积分确定的振荡行为的总和。我们用量子绝热优化背景下的势垒隧道问题的数值证据证实了这些分析预测。
2018-05-03 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
Quantum Adiabatic Evolution Algorithms versus Simulated Annealing
我们解释了为什么量子绝热演化和模拟退火在搜索n位成本函数的最小值的某些示例中执行相似。在这些示例中,每个比特被对称地处理,因此成本函数仅取决于n个比特的汉明权重。我们还给出了两个例子,密切相关的这些,其中的相似性分解,量子绝热算法成功的多项式时间,而模拟退火需要指数时间。
2002-01-08 quant-ph
Anti-crossings and spectral gap during quantum adiabatic evolution
我们的目标是提供更多的见解绝热演化有关的反交叉的发生和他们的链接的光谱最小间隙$Δ_{min}$。我们详细研究绝热量子计算应用到一个特定的组合问题称为加权最大$k$ -团。给出了V. Choi引入的参数化的一个清晰的直观,这解释了为什么特征描述不够一般。我们表明,在反交叉涉及的瞬时矢量变化残酷,通过它使瞬时基态难以遵循的演变过程中。这一结果导致参数化的松弛变得更一般。
2022-04-12 quant-ph
Quantum search algorithm by adiabatic evolution under a priori probability
Grover算法是最重要的量子算法之一,它可以在没有先验概率的情况下搜索未排序的数据库。最近绝热演化已经被用来设计和再现量子算法,包括Grover算法。本文证明了绝热演化量子搜索算法具有传统量子搜索算法所不具有的两个性质。首先,我们表明,在算法的初始状态下,只有对应于解决方案的基态的振幅影响算法的运行时间,而其他振幅不。利用这个性质,如果我们在搜索之前知道关于解的位置的先验概率,我们可以修改绝热演化以使算法更快。其次,我们证明了通过对初始和最终哈密顿量的因子,我们可以任意减少算法的运行时间。特别地,我们可以将绝热搜索算法的运行时间减少到与数据库大小无关的常数时间。第二个性质可以推广到其他绝热算法。
2004-12-15 quant-ph
Lieb-Robinson Bound and Adiabatic Evolution
我们扩展了局部性的概念,以包含一个希尔伯特空间的张量积结构不是\textit {先验}假设的情况,而是,这个局部性与一个给定的矩阵表示的哈密顿系统。因此,我们制定了一个Lieb-Robinson-like界的局部哈密顿在一个给定的基础。特别是,我们采用这个约束,以获得交替的绝热条件,其中绝热性是自然地从一个地方的能量基础和一个相对较小的Lieb-Robinson约束。
2013-07-14 quant-ph
Quantum Search by Local Adiabatic Evolution
绝热定理最近已被用于设计一种新的量子算法,其中量子计算机发展得足够慢,使得它保持在其瞬时基态附近,这趋向于解[Farhi等人,quant-ph/0001106]。我们将这种含时哈密顿方法应用于Grover问题,即。例如,在非结构化数据库中搜索标记项目。我们发现,通过调整哈密顿量的演化速率,以保持在每个无穷小的时间间隔上的绝热演化,总的运行时间是$\sqrt{N}$的顺序,其中$N$是在数据库中的项目的数量。因此,我们恢复Grover的标准算法的优势相比,一个经典的搜索,缩放为$N$。这与Farhi等人开发的恒定速率绝热方法相反,其中绝热性的要求仅在整体上表达,导致有序时间$N$。
2001-07-03 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
Finding cliques by quantum adiabatic evolution
量子绝热演化提供了一种在量子计算机上解决组合搜索问题的通用技术。我们提出了一个特定的应用量子绝热演化的数值研究的结果,在一个随机图中找到最大的团的问题。一个n-顶点随机图的每条边以1/2的概率被包含,团是一个完全连通的子图。没有已知的经典算法,找到最大的团在一个随机图的高概率和运行在一个时间多项式在n。对于我们能够研究的小图(n <= 18),量子算法似乎只需要二次运行时间。
2000-12-19 quant-ph
Geometric Phase in Eigenspace Evolution of Invariant and Adiabatic Action Operators
将几何相位理论推广到具有$N$ -倍退化的不变算子的本征空间的循环演化。相应的几何相位被解释为从格拉斯曼流形上的Stiefel U(N)-丛的万有联络继承的完整性。最重要的是,对于任意的初始状态,这个几何相位捕捉到了状态演化的固有几何特征。此外,还讨论了绝热作用量算符本征空间演化中的几何相位,并通过拉回U(N)-丛加以阐述。几个有趣的物理例子说明。
2005-03-09 quant-ph
Fast adiabatic evolution by oscillating initial Hamiltonians
我们提出了一种方法来产生快速无跃迁动力学的有限维量子系统,而不需要额外的哈密顿组件不包括在初始控制设置,保持接近真正的绝热路径在任何时候。该策略是基于引入一个有效的counterdiabatic计划:一个校正的哈密顿量构造近似取消非绝热效应,诱导密切跟踪绝热状态的演变。这可以通过在控制参数中添加快速振荡来吸收到初始哈密顿量中。我们表明,可以实现一致的加速,而不需要强大的控制哈密顿算子,使用它作为一个独立的捷径,以绝热性和作为一个弱的校正字段。文中给出了避免交叉问题中的量子态转移和纠缠产生的一些例子。
2018-11-08 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
Breaking the quantum adiabatic speed limit by jumping along geodesics
量子绝热演化在量子物理和量子技术中有着广泛的应用。传统形式的量子绝热定理通过系统哈密顿量的最小能隙来限制绝热演化的速度。在这里,我们实验表明,使用氮空位中心的金刚石,即使在消失的能隙的存在下,量子绝热演化是可能的。这验证了最近导出的一个充分必要的量子绝热定理,并提供了克服绝热方法的传统假设约束的途径。通过对动力学相位的快速调制,我们证明了有限时间内的近单位保真度量子绝热过程。这些结果挑战了传统的观点,提供了对量子绝热过程更深入的理解,以及有希望的量子系统的控制策略。
2019-06-25 quant-ph
Hidden local adiabatic ramp in the modulated time evolution and the quantum approximate optimization algorithm
Georgetown University(乔治城大学);North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学)
本文提出通过调制时间演化和QAOA算法实现局部绝热斜坡,以提高量子优化效率。
2025-07-26 quant-ph
Classical Non-equilibrium Phases from a Quantum Perspective: Quasi-adiabatic evolution and Local Ansatz for Solving The Equilibrium State of Local Stochastic Dynamics
从一个简单的映射的生成器的本地随机动力学的量子哈密顿量,我们推导出一个条件,这使我们能够使用准绝热演化,因此与带隙的量子相位与非平衡的。这导致我们研究可逆矩阵乘积算子。最后,我们提出了一个构造局部随机动力学的矩阵乘积表示的Perron-Frobenius向量。另外,我们还免费得到了动力学满足细致平衡的一般形式。
2015-12-09 quant-ph
A measurement driven analog of adiabatic quantum computation for frustration-free Hamiltonians
绝热量子算法作为一种利用量子计算加速优化任务的潜在方法引起了人们的极大兴趣。该算法是最自然地实现在系统中,支持哈密顿演化,而不是离散门。我们探索一种替代方法,其中缓慢变化的测量被用来模拟绝热演化。我们表明,对于某些哈密顿量,保持沿绝热路径的挫折免费,必要的测量可以通过测量随机项的哈密顿量来实现。这为在基于门的量子计算机架构中实现绝热演化提供了一种新的、可能更可行的方法。
2017-06-08 quant-ph
Comment on "Nongeometric Conditional Phase Shift via Adiabatic Evolution of Dark Eigenstates: A New Approach to Quantum Computation"
在[Phys. Rev. Lett. 95,080502(2005)],Zheng提出了一种通过绝热通道实现条件相移的方案。作者声称,门是“既不是动力学的,也不是几何起源”的理由是,汉密尔顿不遵循循环变化。他进一步指出:“与绝热几何门相比,不需要非平凡的循环回路,从而避免了在获得所需立体角时的误差,这使得这种新的相位门优于几何门。本文指出几何运算,包括绝热完整性,都可以由非循环哈密顿算子导出,并证明了郑门是几何的。我们还认为,负责相移的非平凡环路是存在的,它需要与任何绝热几何门相同的精度。
2009-10-29 quant-ph
Anti-adiabatic evolution in quantum-classical hybrid system
绝热定理是量子力学中的一个重要概念,它描述了一个量子系统在外界条件逐渐变化的情况下,其哈密顿量的瞬时本征态保持不变。在本文中,我们研究了另一种极端情况,即外部条件快速变化,使得量子系统不能跟随变化而保持在其初始状态(或波函数)。我们称这种演化为绝热演化。我们研究了在这种情况下的物质波压力,并推导出这种演变的条件。研究中考虑了无限深势中的量子粒子,假设势宽$Q$是快速变化的。我们发现量子子系统的总能量随着$Q$的增加而减小,并且这种快速的变化对起着势边界作用的壁施加了一个力。对于$Q<Q_{0}$($Q_0$是势能的初始宽度),力是排斥力,而对于$Q>Q_{0}$,力是正的。通过旋转磁场中的自旋$\frac 1 2$给出了反绝热演化的条件。
2018-02-19 quant-ph
Asymptotic errors in adiabatic evolution
本文研究了量子计算中绝热演化的渐近误差,区分了绝热和超绝热两种情况,并提出了仅依赖演化端点的“典型误差”概念,以渐近级数表征且与中间演化细节无关。
2025-04-01 quant-ph
A Quantum Adiabatic Evolution Algorithm Applied to Random Instances of an NP-Complete Problem
如果控制量子系统演化的哈密顿量变化得足够慢,那么量子系统将停留在瞬时基态附近。这种量子绝热行为是量子计算的一类新算法的基础。我们测试一个这样的算法,将其应用到随机生成的,硬,NP完全问题的实例。对于我们可以模拟的小例子,量子绝热算法工作得很好,并提供了量子计算机(如果可以建造大型计算机)在NP完全问题实例的硬集上可能优于普通计算机的证据。
2001-04-26 quant-ph
Thouless pumping via discrete jumping of the adiabatic Hamiltonian
South China Normal University(华南师范大学)
本研究提出仅通过离散采样哈密顿量即可实现 Thouless 泵浦,利用参数点间的测地线演化满足绝热条件,从而突破传统连续缓慢变化的约束。
2026-09-15 quant-ph
Staying adiabatic with unknown energy gap
我们引入一个算法来执行一个最佳的绝热演化,操作系统频谱的先验知识。该算法通过局部探测系统间隙,最大化进化速度,从而最小化总进化时间。我们在Landau-Zener跃迁上测试了该算法,然后将其应用于3-SAT的量子绝热计算:结果与经典算法的指数加速兼容,最多可达20个量子比特。最后,我们研究了一个可能的算法改进,结合量子芝诺效应。
2011-05-09 quant-ph
Quantum Computation by Adiabatic Evolution
我们给出了一个量子算法解决的可满足性问题的实例,基于绝热演化。量子态的演化是由一个含时的哈密顿量决定的,该哈密顿量介于初始哈密顿量和最终哈密顿量之间,初始哈密顿量的基态易于构造,最终哈密顿量的基态编码了令人满意的分配。为了保证系统演化到期望的最终基态,演化时间必须足够大。所需的时间取决于内插哈密顿量的两个最低状态之间的最小能量差。我们一般无法估计这一差距。我们给出了一些特殊的对称情况下的可满足性问题的对称性允许我们估计的差距,我们表明,在这些情况下,我们的算法在多项式时间内运行。
2000-01-28 quant-ph
Quantum Adiabatic Evolution Algorithms with Different Paths
在量子绝热演化算法中,量子计算机遵循缓慢变化的哈密顿量的基态。初始哈密顿量的基态易于构造,最终哈密顿量的基态编码计算问题的解。这些算法一般已研究的情况下,“直线”路径从初始到最终的哈密尔顿。但是没有理由不去尝试那些不是初始哈密顿量和最终哈密顿量的线性组合的项的路径。我们提出了几个建议,随机生成新的路径。使用这些建议之一,我们将算法的失败转化为成功。
2002-08-21 quant-ph
Fundamental solution method applied to time evolution of two energy level systems: exact and adiabatic limit results
用基本解方法研究了无能级交叉的两能级系统的跃迁。已经找到了精确形式和绝热极限的跃迁几率的紧凑公式。在两种情况下都没有检测到Joye、Mileti和Pfister(Phys. Rev. { \bf A44} 4280(1991))宣布的由许多水平复数交叉引起的干扰效应。有人认为,这项工作的这些结果是不正确的。然而,Berry相位的一些影响得到了证实。
2001-01-11 quant-ph
Adiabatic Evolution in XXX Spin Chain is Fast
这篇论文被撤回了。
2004-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
On models of nonlinear evolution paths in adiabatic quantum algorithms
本文研究了绝热演化算法中两种不同的非线性插值路径,用于求解一类特殊的量子搜索问题,其中初始和最终哈密顿量都是对应基态上的一维投影哈密顿量.如果量子系统的初态和终态之间的重叠不等于零,这两个模型都可以通过增加一些相应的“复杂度”来提供比通常的绝热算法恒定的时间加速比。但当初始状态与问题的解的状态重叠为零时,第二种模型导致算法的时间复杂度为无穷大,而第一种模型仍然可以提供恒定的运行时间。然而,受相关参考文献的启发,如果我们想弥补第二个模型的“内在”缺陷-能量增加,则可以构造第一个模型的变体,当重叠恰好等于零时,该变体也不能解决问题。给出了两个具体的定理来解释为什么这两个模型都不能改进通常的绝热演化算法。这些只是告诉我们在绝热量子算法中使用某些非线性演化路径来处理某些特殊问题时应该注意的问题。
2013-01-07 quant-ph
Error-run-time trade-off in the adiabatic approximation beyond scaling relations
绝热近似在实际应用中的使用,如在绝热量子计算中,需要对有限时间演化中的误差进行评估。针对这种情况下,我们推导出超越典型标度关系的绝热近似的误差和演化时间的界限。使用绝热微扰理论,我们得到的领导阶表达式适用于长的演化时间$T$,同时明确确定最短的时间$T$和最大的错误$\varepsilon$,他们是有效的。在这种有效性机制中,我们可以清楚和精确地说明达到给定误差所需的演化时间,反之亦然。作为一个具有实际意义的例子,我们将这些结果应用于绝热搜索,并获得第一次的错误运行时间的权衡关系,完全再现离散Grover搜索缩放。我们还开创性地获得紧的数值$\varepsilon$和$T$下的误差减少策略"边界取消“。
2020-04-20 quant-ph
Generalized Shortcuts to Adiabaticity and Enhanced Robustness Against Decoherence
绝热性的捷径提供了一种通过希尔伯特空间中任意快速演化来模拟绝热量子过程的一般方法。对于这些反非绝热演化,更高的速度带来更高的能量成本。在这里,反非绝热理论被用作加速绝热任务的最小能量需求方案。作为一个副产品,我们表明,这种方法可以用来获得无限类的无跃迁模型,包括时间无关的哈密顿在一定条件下的本征态的原始哈密顿。我们应用这些结果调查的捷径绝热性在消肩环境中引入一个固定的能源的要求。在这种情况下,我们表明,广义无跃迁演化可以更强大的抗退相干比他们的绝热同行。我们说明了这种增强的鲁棒性的朗道-齐纳模型和量子门哈密顿。
2017-12-18 quant-ph
Quantum Lock-In Detection via Successive Adiabatic Evolution
Taiyuan University of Technology(太原理工大学);University of Nottingham(诺丁汉大学);Shandong University(山东大学);Shanxi University(山西大学)
研究提出通过连续量子绝热演化实现量子锁相检测的通用协议,利用绝热控制量子探针时间演化实现信号调制,解决频谱泄漏问题,给出基于金刚石氮空位中心的实施方案,证明其对实验缺陷有强恢复能力,推动量子传感技术发展。
2026-09-21 quant-ph
Quantum Adiabatic Computation With a Constant Gap is Not Useful in One Dimension
我们表明,它是可以使用一个经典的计算机来有效地模拟绝热演化的量子系统在一维具有恒定的光谱间隙,从一个已知的初始产品状态开始的绝热演化。证明依赖于最近证明的面积法,这样的系统,这意味着存在一个良好的矩阵产品表示的基态,结合适当的算法来更新矩阵产品状态的哈密顿量被改变。这意味着具有这种哈密顿量的绝热演化对于通用量子计算是没有用的。因此,对于通用量子计算有用的绝热算法要么需要趋于零的谱隙,要么需要在多于一个维度上实现(我们对在多于一个维度上具有恒定间隙的绝热模拟的计算能力的问题保持开放)。
2009-02-17 quant-ph
Accelerating geometric quantum gates through non-cyclic evolution and shortcut to adiabaticity
快速、鲁棒的量子门是容错量子计算的基石。本文提出了一种基于非循环几何演化的量子门实现方法。自旋回波过程抵消了演化过程中的动力学相位,绝热控制可以通过绝热的捷径来加速。与基于循环演化的几何门不同,非循环方案的优越性在于运算时间与量子态的旋转角度(而非几何相位)成正比。因此,在具有小旋转角的量子门的情况下,非循环方案变得相当快,这将对退相干和泄漏到计算基之外的状态更不敏感。由于投影希尔伯特空间的几何特性,该方案对随机噪声也具有鲁棒性。由于改进后的方法具有快速、鲁棒性强的特点,特别适合于对弱非线性物理系统(如超导系统)的操纵。
2019-03-14 quant-ph
Is the Adiabatic Approximation Inconsistent?
Marzlin和Sanders \cite{marzlin}已经严格地证明,当应用于生成演化$U^{\dagger} (t)$的哈密顿量$H(t)$时,绝热近似可能非常不准确,即使它给出了对由对偶哈密顿量$h(t)$生成的演化$U(t)$的极好近似。我们表明,这是不符合绝热定理,并发现,在一般情况下,即使$h(t)$满足绝热定理的条件,$H(t)$将可能违反这些条件。
2006-07-28 quant-ph
Quantum Zeno effect, adiabaticity and dynamical superselection rules
量子系统的演化经历非常频繁的测量发生在整个希尔伯特空间的一个适当的子空间(量子芝诺效应)。当测量仪器被包括在量子描述中时,芝诺效应就变成了动力学的纯粹结果。我们表明,连续测量过程的量子芝诺演化来自绝热定理。系统被迫在全希尔伯特空间的一组正交子空间中演化,并产生了一个动态超选择规则。这种演变的动力学性质进行了研究,并考虑了几个例子。
2002-02-28 quant-ph
Comment on Nongeometric Conditional Phase Shift via Adiabatic Evolution of Dark Eigenstate
在最近的一封信[Phy。Rev. Lett. 95,080502(2005)],声称基于既不是动力学的也不是几何的波函数的新型量子力学相位,发现了用于量子计算的新型相位门。这个阶段的起源是一个黑暗的状态的绝热演化。我想指出,这些说法是有问题的。所谓的新相位门是基于一个相位,这并不是什么新鲜事,但已经知道了几十年。它是没有物理意义的东西,也是不可观察的。也有人指出,[quant-ph/0509150 v1][Phy. Rev. Lett. 95,080502(2005)]是不正确的,并且相位是已知的几何相位。在这里,我们提出了一个完全不同的论点。
2007-07-24 quant-ph
Testing quantum adiabaticity with quench echo
量子演化的绝热性在许多情况下都很重要。一个例子是绝热量子计算。然而,当受驱动哈密顿量的本征能未知时,至今还没有有效的方法来检验演化的绝热性。我们提出了一个简单的方法来检查绝热量子过程的任意量子系统。我们进一步提出了一个操作方法,找到一个均匀绝热淬火计划的基础上Kibble-Zurek机制的情况下,当初始和最终的哈密顿量。这种方法应该有助于实现绝热量子计算。
2010-10-07 quant-ph
Quasi-holonomy in non-adiabatic quantum evolution
Uppsala University(乌普萨拉大学);Universität Siegen(锡根大学)
研究非绝热量子时间演化中沿复格拉斯曼流形回路子空间的准全纯性,通过分解薛定谔演化,获依赖动力学传播子的有效几何生成元,探讨多种分解方式及相关问题。
2026-09-04 quant-ph
Effect of inter-subsystem couplings on the evolution of composite systems
研究了子系统间耦合对复合系统及其子系统绝热性的影响。类似于纯态的绝热演化定义,引入了混合态的非跃迁演化,推导并讨论了非跃迁演化的条件。一个例子,描述了两个耦合的量子比特的详细介绍。由于几何相位的非绝热演化的影响也提出和讨论。
2005-03-16 quant-ph