绝热和非绝热演化的简并快进标定理论

为快速精确地控制复杂量子系统的演化,以简并的四能级量子系统为例,采用快进标定方法,得出不同状态下的加速势。在绝热演化过程中,将快进标定方法与无跃迁量子驱动方法融合,并应用于简并量子系统,得到简并量子系统的反绝热快进哈密顿量的一般形式。研究结果表明:快进态下的布居数转移时间相比标准态明显缩短,证明了快进标定方法在简并量子系统中的有效性。融合法中绝热项中的正则化项形式与简并无跃迁量子驱动哈密顿量形式完全对应,可有效提升系统的演化速率。研究结论为复杂量子系统控制和量子信息处理提供理论支撑。

基于绝热捷径快速实现远距离的四维纠缠态的制备

作为量子信息处理的载体,量子纠缠态一直以来都是量子信息领域的研究热点.相比于低维纠缠态,高维纠缠态使得量子通信具有更快的传输速度、更强的安全性、更高的噪声容忍阈值等特点.另外,绝热技术因其对实验参数起伏不敏感而被广泛应用于纠缠态的制备,然而绝热过程需要相当长的演化时间,因此绝热捷径应运而生.本文提出了一种采用无跃迁量子驱动构建绝热捷径实现快速制备两个原子的四维纠缠态的理论方案,该系统中的两个原子分别被囚禁在两个由光纤连接的双模腔中.为了获得一个技术上可操作的物理系统,本方案采用能级失谐设计出一个可精确驱动系统沿着某一个系统的瞬时本征态演化的哈密顿.该方案所采用的无跃迁量子驱动构建绝热捷径不仅大大缩短了演化时间,而且在实验上也比较容易实现.本文还数值模拟了消相干因素对四维纠缠态保真度的影响,结果表明,只要脉冲参数选取在一定范围内,光纤耗散、腔场耗散和原子自发辐射等不利因素都会被大大抑制.

绝热捷径技术在纠缠制备中的对比研究

为对比Lewis-Riesenfeld(LR)不变量、无跃迁量子驱动、超绝热迭代和缀饰态4种绝热捷径技术在制备纠缠态时的性能,在介绍LR不变量、无跃迁量子驱动、超绝热迭代以及缀饰态的基础上,基于控制变量的物理思想从多角度对比分析了这4种绝热捷径技术在制备纠缠态时的优缺点.对比结果表明,这4种绝热捷径技术均能快速实现高保真度和对环境鲁棒的纠缠,但由于构建绝热捷径的方式不同,这4种绝热捷径技术均存在不同的限制.因此,对于不同的实验要求和实验条件,应灵活选择不同的绝热捷径技术.