1Escola de Ciências, Universidade de Xuchang, Xuchang 461000, China
2Departamento de Química Física, Universidade do País Basco UPV/EHU, Apdo. 644, 48080 Bilbau, Espanha
3Departamento de Matemática Aplicada, Universidade do País Basco UPV/EHU, Donostia-San Sebastián, Espanha
4EHU Quantum Center, Universidade do País Basco UPV/EHU
Acha este artigo interessante ou deseja discutir? Scite ou deixe um comentário no SciRate.
Sumário
Projetamos transferências de estado mais rápidas que adiabáticas (comutação de números quânticos) em Hamiltonianos de osciladores acoplados dependentes do tempo. A manipulação para conduzir o processo é encontrada usando um invariante bidimensional proposto recentemente em S. Simsek e F. Mintert, Quantum 5 (2021) 409, e envolve rotação e escala transitória dos eixos principais do potencial em uma representação cartesiana . É importante ressaltar que esse invariante é degenerado, exceto para o subespaço gerado por seu estado fundamental. Tal degenerescência, em geral, permite infidelidades dos estados finais em relação aos autoestados alvo ideais. No entanto, o valor de um único parâmetro de controle pode ser escolhido de modo que a comutação de estado seja perfeita para autoestados iniciais arbitrários (não necessariamente conhecidos). Invariantes lineares 2D adicionais são usados para encontrar facilmente os valores dos parâmetros necessários e fornecer expressões genéricas para os estados finais e energias finais. Em particular, encontramos transformações dependentes do tempo de uma armadilha harmônica bidimensional para uma partícula (como um íon ou átomo neutro) de modo que a armadilha final é girada em relação à inicial e os autoestados da armadilha inicial são convertidos em réplicas giradas no tempo final, em algum tempo e ângulo de rotação escolhidos.
► dados BibTeX
► Referências
[1] A. Tobalina, E. Torrontegui, I. Lizuain, M. Palmero e JG Muga. “Engenharia inversa baseada em invariantes de osciladores harmônicos acoplados dependentes do tempo”. Física Rev. A 102, 063112 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063112
[2] Shumpei Masuda e Stuart A. Rice. “Rotação da Orientação da Distribuição da Função de Onda de uma Partícula Carregada e sua Utilização”. The Journal of Physical Chemistry B 119, 11079-11088 (2015).
https:///doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b02681
[3] Shumpei Masuda e Katsuhiro Nakamura. “Aceleração da dinâmica quântica adiabática em campos eletromagnéticos”. Física Rev. A 84, 043434 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.043434
[4] M. Palmero, Shuo Wang, D. Guéry-Odelin, Jr-Shin Li e JG Muga. "Atalhos para adiabaticidade para um íon em uma armadilha rotativa radialmente apertada". Nova J. Phys. 18, 043014 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/4/043014
[5] I. Lizuain, A. Tobalina, A. Rodríguez-Prieto e JG Muga. “Estado rápido e rotação de armadilha de uma partícula em um potencial anisotrópico”. Journal of Physics A: Matemático e Teórico 52, 465301 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab4a2f
[6] I. Lizuain, M. Palmero e JG Muga. “Modos normais dinâmicos para hamiltonianos dependentes do tempo em duas dimensões”. Física Rev. A 95, 022130 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.022130
[7] M. Palmero, E. Torrontegui, D. Guéry-Odelin e JG Muga. “Transporte rápido de dois íons em uma armadilha anarmônica”. Física Rev. A 88, 053423 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.053423
[8] M. Palmero, R. Bowler, JP Gaebler, D. Leibfried e JG Muga. “Transporte rápido de cadeias iônicas de espécies mistas dentro de uma armadilha de Paul”. Física Rev. A 90, 053408 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.053408
[9] Xiao-Jing Lu, A. Ruschhaupt e JG Muga. “Velocidade rápida de uma partícula sob ruído fraco constante da mola da armadilha em movimento”. Física Rev. A 97, 053402 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.053402
[10] Xiao-Jing Lu, JG Muga, Xi Chen, UG Poschinger, F. Schmidt-Kaler e A. Ruschhaupt. “Transporte rápido de um íon aprisionado na presença de ruído”. Física Rev. A 89, 063414 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.063414
[11] Xi Chen, A. Ruschaupt, S. Schmidt, A. del Campo, D. Guéry-Odelin e JG Muga. “Resfriamento rápido e ótimo de átomos sem fricção em armadilhas harmônicas: atalho para adiabaticidade”. Física Rev. Lett. 104, 063002 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.063002
[12] M. Palmero, S. Martínez-Garaot, UG Poschinger, A. Ruschhaupt e JG Muga. “Separação rápida de dois íons presos”. Nova J. Phys. 17, 093031 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/9/093031
[13] S. Martínez-Garaot, A. Rodríguez-Prieto, e JG Muga. “Interferômetro com um íon aprisionado acionado”. Física Rev. A 98, 043622 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.043622
[14] A. Rodríguez-Prieto, S. Martínez-Garaot, I. Lizuain e JG Muga. “Interferômetro para medição de força através de um atalho para guiamento adiabático do braço”. Física Rev. Pesquisa 2, 023328 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.023328
[15] D. Kielpinski, C. Monroe e DJ Wineland. “Arquitetura para um computador quântico de armadilha de íons em larga escala.”. Natureza 417, 709-11 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature00784
[16] F. Splatt, M. Harlander, M. Brownnutt, F. Zähringer, R. Blatt e W. Hänsel. “Reordenação determinística de íons $^{40}$Ca$^+$ em uma armadilha de Paul segmentada linear”. Nova J. Phys. 11, 103008 (2009).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/11/10/103008
[17] H. Kaufmann, T. Ruster, CT Schmiegelow, MA Luda, V. Kaushal, J. Schulz, D. von Lindenfels, F. Schmidt-Kaler e UG Poschinger. “Troca rápida de íons para processamento de informações quânticas”. Física Rev. A 95, 052319 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.052319
[18] E. Urban, N. Glikin, S. Mouradian, K. Krimmel, B. Hemmerling e H. Haeffner. “Controle coerente do grau de liberdade rotacional de um cristal coulomb de dois íons”. Física Rev. Lett. 123, 133202 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.133202
[19] Martin W. van Mourik, Esteban A. Martinez, Lukas Gerster, Pavel Hrmo, Thomas Monz, Philipp Schindler e Rainer Blatt. “Rotações coerentes de qubits dentro de um computador quântico de armadilha de íons de superfície”. Física Rev. A 102, 022611 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022611
[20] A. Tobalina, JG Muga, I. Lizuain e M. Palmero. “Atalhos para rotação adiabática de uma cadeia de dois íons”. Ciência e Tecnologia Quântica 6, 045023 (2021).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac1e01
[21] D. Guéry-Odelin, A. Ruschhaupt, A. Kiely, E. Torrontegui, S. Martínez-Garaot e JG Muga. “Atalhos para adiabaticidade: Conceitos, métodos e aplicações”. Rev. Mod. Física 91, 045001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.045001
[22] Selwyn Simsek e Florian Mintert. “Controle quântico com um invariante quântico gaussiano multidimensional”. Quantum 5, 409 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-11-409
[23] HR Lewis e WB Riesenfeld. “Uma teoria quântica exata do oscilador harmônico dependente do tempo e de uma partícula carregada em um campo eletromagnético dependente do tempo”. J. Matemática. Física 10, 1458 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1664991
[24] H. Espinós, J. Echanobe, Xiao-Jing Lu e JG Muga. “Transporte rápido de íons que é robusto versus perturbações oscilatórias” (2022). arXiv:2201.07555.
arXiv: 2201.07555
[25] O Castaños, R López-Peña e VI Man'ko. “Teorema de Noether e invariantes quânticos dependentes do tempo”. Journal of Physics A: Mathematical and General 27, 1751–1770 (1994).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/5/035
[26] Alejandro R. Urzúa, Iran Ramos-Prieto, Manuel Fernández-Guasti e Héctor M. Moya-Cessa. “Solução para os osciladores harmônicos acoplados dependentes do tempo hamiltonianos com interações arbitrárias”. Relatórios Quânticos 1, 82–90 (2019).
https:///doi.org/10.3390/quantum1010009
[27] S. Simsek e F. Mintert. “Controle baseado em invariantes quânticos de íons aprisionados em interação” (2021).
arXiv: 2112.13905
[28] T. Villazon, A. Polkovnikov e A. Chandran. “Transferência rápida de calor por condução rápida em sistemas quânticos abertos”. Física Rev. A 100, 012126 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.012126
[29] S. Ibáñez, Xi Chen, E. Torrontegui, JG Muga e A. Ruschhaupt. “Múltiplas imagens e dinâmicas de Schrödinger em atalhos para adiabaticidade”. Física Rev. Lett. 109, 100403 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.100403
[30] Shi-fan Qi e Jun Jing. “Passagem adiabática acelerada em magnomecânica cavitária”. Física Rev. A 105, 053710 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.053710
[31] E. Urbano. "Implementação de uma armadilha de íons de anel rotacionalmente simétrica e controle coerente de estados rotacionais". Tese de doutorado. Universidade da California, Berkeley. (2019).
[32] T. Sägesser, R. Matt, R. Oswald e JP Home. “Resfriamento de troca dinâmico robusto com íons presos”. Nova J. Phys. 22, 073069 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab9e32
Citado por
Este artigo é publicado na Quantum sob o Atribuição 4.0 do Creative Commons Internacional (CC BY 4.0) licença. Os direitos autorais permanecem com os detentores originais, como os autores ou suas instituições.
