1School of Science, Xuchang University, Xuchang 461000, Kina
2Departamento de Química Física, Universitetet i Baskien UPV/EHU, Apdo. 644, 48080 Bilbao, Spanien
3Institutionen för tillämpad matematik, universitetet i Baskien UPV/EHU, Donostia-San Sebastián, Spanien
4EHU Quantum Center, Universitetet i Baskien UPV/EHU
Hitta det här uppsatsen intressant eller vill diskutera? Scite eller lämna en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Vi designar snabbare än adiabatiska tillståndsöverföringar (växling av kvanttal) i tidsberoende Hamiltonians med kopplad oscillator. Manipulationen för att driva processen hittas med hjälp av en tvådimensionell invariant som nyligen föreslagits i S. Simsek och F. Mintert, Quantum 5 (2021) 409, och involverar både rotation och transient skalning av potentialens huvudaxlar i en kartesisk representation . Viktigt är att denna invariant är degenererad med undantag för delrummet som sträcks av dess grundtillstånd. Sådan degeneration tillåter i allmänhet otrohet i sluttillstånden med avseende på ideala målegentillstånd. Emellertid kan värdet på en enskild styrparameter väljas så att tillståndsomkopplingen är perfekt för godtyckliga (inte nödvändigtvis kända) initiala egentillstånd. Ytterligare linjära 2D-invarianter används för att enkelt hitta de parametervärden som behövs och för att tillhandahålla generiska uttryck för sluttillstånden och slutenergierna. Speciellt finner vi tidsberoende transformationer av en tvådimensionell harmonisk fälla för en partikel (såsom en jon eller neutral atom) så att den slutliga fällan roteras i förhållande till den initiala, och egentillstånden för den initiala fällan omvandlas till roterade repliker vid slutlig tidpunkt, i någon vald tid och rotationsvinkel.
► BibTeX-data
► Referenser
[1] A. Tobalina, E. Torrontegui, I. Lizuain, M. Palmero och JG Muga. "Invariant-baserad invers konstruktion av tidsberoende, kopplade harmoniska oscillatorer". Phys. Rev. A 102, 063112 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063112
[2] Shumpei Masuda och Stuart A. Rice. "Rotation av orienteringen av vågfunktionsfördelningen för en laddad partikel och dess användning". The Journal of Physical Chemistry B 119, 11079–11088 (2015).
https:///doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b02681
[3] Shumpei Masuda och Katsuhiro Nakamura. "Acceleration av adiabatisk kvantdynamik i elektromagnetiska fält". Phys. Rev. A 84, 043434 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.043434
[4] M. Palmero, Shuo Wang, D. Guéry-Odelin, Jr-Shin Li och JG Muga. "Genvägar till adiabaticitet för en jon i en roterande radiellt tät fälla". New J. Phys. 18, 043014 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/4/043014
[5] I. Lizuain, A. Tobalina, A. Rodríguez-Prieto och JG Muga. "Snabbt tillstånd och fällrotation av en partikel i en anisotrop potential". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 52, 465301 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab4a2f
[6] I. Lizuain, M. Palmero och JG Muga. "Dynamiska normala lägen för tidsberoende hamiltonianer i två dimensioner". Phys. Rev. A 95, 022130 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.022130
[7] M. Palmero, E. Torrontegui, D. Guéry-Odelin och JG Muga. "Snabb transport av två joner i en anharmonisk fälla". Phys. Rev. A 88, 053423 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.053423
[8] M. Palmero, R. Bowler, JP Gaebler, D. Leibfried och JG Muga. "Snabb transport av jonkedjor av blandade arter i en Paul-fälla". Phys. Rev. A 90, 053408 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.053408
[9] Xiao-Jing Lu, A. Ruschhaupt och JG Muga. "Snabb överföring av en partikel under svagt fjäderkonstant ljud från den rörliga fällan". Phys. 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 och A. Ruschhaupt. "Snabb skyttel av en instängd jon i närvaro av buller". Phys. Rev. A 89, 063414 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.063414
[11] Xi Chen, A. Ruschhaupt, S. Schmidt, A. del Campo, D. Guéry-Odelin och JG Muga. "Snabb optimal friktionsfri atomkylning i harmoniska fällor: Genväg till adiabaticitet". Phys. Rev. Lett. 104, 063002 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.063002
[12] M. Palmero, S. Martínez-Garaot, UG Poschinger, A. Ruschhaupt och JG Muga. "Snabb separation av två fångade joner". New J. Phys. 17, 093031 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/9/093031
[13] S. Martínez-Garaot, A. Rodríguez-Prieto och JG Muga. "Interferometer med en driven fångad jon". Phys. Rev. A 98, 043622 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.043622
[14] A. Rodríguez-Prieto, S. Martínez-Garaot, I. Lizuain och JG Muga. "Interferometer för kraftmätning via en genväg till adiabatisk armstyrning". Phys. Rev. Research 2, 023328 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.023328
[15] D. Kielpinski, C. Monroe och DJ Wineland. "Arkitektur för en storskalig jonfälla kvantdator." Nature 417, 709–11 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature00784
[16] F. Splatt, M. Harlander, M. Brownnutt, F. Zähringer, R. Blatt och W. Hänsel. "Deterministisk omordning av $^{40}$Ca$^+$-joner i en linjär segmenterad Paul-fälla". New 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 och UG Poschinger. "Snabbt jonbyte för bearbetning av kvantinformation". Phys. Rev. A 95, 052319 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.052319
[18] E. Urban, N. Glikin, S. Mouradian, K. Krimmel, B. Hemmerling och H. Haeffner. "Koherent kontroll av rotationsgraden av frihet för en tvåjons coulombkristall". Phys. 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 och Rainer Blatt. "Koherenta rotationer av qubits i en ytjonfälla kvantdator". Phys. Rev. A 102, 022611 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022611
[20] A. Tobalina, JG Muga, I. Lizuain och M. Palmero. "Genvägar till adiabatisk rotation av en tvåjonskedja". Quantum Science and Technology 6, 045023 (2021).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac1e01
[21] D. Guéry-Odelin, A. Ruschhaupt, A. Kiely, E. Torrontegui, S. Martínez-Garaot och JG Muga. "Genvägar till adiabaticitet: koncept, metoder och tillämpningar". Rev. Mod. Phys. 91, 045001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.045001
[22] Selwyn Simsek och Florian Mintert. "Kvantkontroll med en flerdimensionell Gaussisk kvantinvariant". Quantum 5, 409 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-11-409
[23] HR Lewis och WB Riesenfeld. "En exakt kvantteori om den tidsberoende harmoniska oscillatorn och en laddad partikel i ett tidsberoende elektromagnetiskt fält". J. Math. Phys. 10, 1458 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1664991
[24] H. Espinós, J. Echanobe, Xiao-Jing Lu och JG Muga. "Snabb jontransport som är robust kontra oscillerande störningar" (2022). arXiv:2201.07555.
arXiv: 2201.07555
[25] O Castaños, R López-Peña och VI Man'ko. "Noethers teorem och tidsberoende kvantinvarianter". 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, Irán Ramos-Prieto, Manuel Fernández-Guasti och Héctor M. Moya-Cessa. "Lösning till de tidsberoende kopplade harmoniska oscillatorerna hamiltonian med godtyckliga interaktioner". Quantum Reports 1, 82–90 (2019).
https:///doi.org/10.3390/quantum1010009
[27] S. Simsek och F. Mintert. "Kvantuminvariant-baserad kontroll av interagerande fångade joner" (2021).
arXiv: 2112.13905
[28] T. Villazon, A. Polkovnikov och A. Chandran. "Snabb värmeöverföring genom snabb framåtkörning i öppna kvantsystem". Phys. Rev. A 100, 012126 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.012126
[29] S. Ibáñez, Xi Chen, E. Torrontegui, JG Muga och A. Ruschhaupt. "Flera Schrödinger-bilder och dynamik i genvägar till adiabaticitet". Phys. Rev. Lett. 109, 100403 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.100403
[30] Shi-fan Qi och Jun Jing. "Accelererad adiabatisk passage i kavitetsmagnomekanik". Phys. Rev. A 105, 053710 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.053710
[31] E. Urban. "Implementering av en rotationssymmetrisk ringjonfälla och koherent kontroll av rotationstillstånd". Doktorsavhandling. University of California, Berkeley. (2019).
[32] T. Sägesser, R. Matt, R. Oswald och JP Home. "Robust dynamisk utbyteskylning med fångade joner". New J. Phys. 22, 073069 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab9e32
Citerad av
Detta papper publiceras i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Upphovsrätten kvarstår med de ursprungliga upphovsrättsinnehavarna som författarna eller deras institutioner.
