半导体量子点中电子态的绝热捷径控制

量子态的精确制备和相干控制是量子信息处理和固态量子计算中的重要任务.近年来,量子绝热捷径技术已经被广泛用于原子的冷却、转移等量子信息处理过程,旨在加快绝热慢过程,提高量子态制备和传输的保真度.介绍了量子绝热捷径技术中不变量反控制法、量子无摩擦动力学等不同方案在半导体量子点中电子态快速且高保真的控制应用,并分析了各类方法以及环境退相干等系统因素对量子态操控的影响.

非局域非线性介质中孤子的绝热捷径压缩

近年来,量子绝热捷径(shortcut to adiabaticity,STA)技术被用以加速缓慢的绝热过程.基于光学类比方法,采用结合变分法和绝热捷径技术的反控制方法研究非局域非线性介质中孤子的快速压缩,并与绝热压缩技术进行了对比.研究结果表明,非局域对于非线性具有抑制作用,非局域度越大,绝热压缩技术需要的传播距离越长,使得在非局域介质中用绝热方法压缩孤子变得比较困难,而绝热捷径技术却依然可以在短距离内有效压缩孤子,优势明显.

基于变分法的冷原子快速分束设计

量子绝热捷径技术可以沿着非绝热路径加速量子绝热过程.受绝热捷径技术的启发,提出了基于冷原子干涉仪在双势阱中快速且稳定地分束冷原子的方法.首先,应用变分近似方法处理平均场近似下的Gross-Pitaevskii(GP)方程,以此推导出玻色-爱因斯坦凝聚的动力学方程;然后,使用反控制法设计外势阱的频率,在较短的时间内实现冷原子的快速分束.该方法避免了最终激发.

铁磁薄膜快速稳定的磁化动力学控制

提出了亚微米铁磁薄膜磁化动力学的快速控制方案.由于自旋轨道耦合作用,外加电场所激发的自旋极化电流通过s-d交换耦合引起铁磁层的局域磁矩发生偏转.使用量子绝热捷径技术反控制法在亚微米铁磁薄膜模型中提出了电场控制方案,实现了磁化向量方向快速反转,并对电场强度进行了最优化设计.另外,分析了铁磁薄膜形状各向同性和异性下的电场控制方案.相比于现有方法,该方案将磁化向量反转时间缩短了约一个数量级,并且具有更好的鲁棒性.