1School of Science, Xuchang University, Xuchang 461000, Kina
2Departamento de Química Física, Universitetet i Baskerlandet UPV/EHU, Apdo. 644, 48080 Bilbao, Spanien
3Institut for Anvendt Matematik, Universitetet i Baskerlandet UPV/EHU, Donostia-San Sebastián, Spanien
4EHU Quantum Center, Universitetet i Baskerlandet UPV/EHU
Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Vi designer hurtigere end adiabatiske tilstandsoverførsler (omskiftning af kvantetal) i tidsafhængige koblede oscillator Hamiltonians. Manipulationen til at drive processen findes ved hjælp af en todimensionel invariant, der for nylig blev foreslået i S. Simsek og F. Mintert, Quantum 5 (2021) 409, og involverer både rotation og transient skalering af potentialets hovedakser i en kartesisk repræsentation . Det er vigtigt, at denne invariant er degenereret med undtagelse af underrummet, der spændes over af dens grundtilstand. En sådan degeneration tillader generelt utroskaber af de endelige tilstande med hensyn til ideelle målegentilstande. Værdien af en enkelt kontrolparameter kan dog vælges således, at tilstandsskiftet er perfekt til vilkårlige (ikke nødvendigvis kendte) initiale egentilstande. Yderligere 2D lineære invarianter bruges til nemt at finde de nødvendige parameterværdier og til at give generiske udtryk for de endelige tilstande og endelige energier. Især finder vi tidsafhængige transformationer af en todimensionel harmonisk fælde for en partikel (såsom en ion eller et neutralt atom), således at den endelige fælde roteres i forhold til den initiale, og egentilstande af den indledende fælde konverteres til roterede replikaer på sidste tidspunkt, i et bestemt tidspunkt og rotationsvinkel.
► BibTeX-data
► Referencer
[1] A. Tobalina, E. Torrontegui, I. Lizuain, M. Palmero og JG Muga. "Invariant-baseret invers konstruktion af tidsafhængige, koblede harmoniske oscillatorer". Phys. Rev. A 102, 063112 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.063112
[2] Shumpei Masuda og Stuart A. Rice. "Rotation af orienteringen af bølgefunktionsfordelingen af en ladet partikel og dens udnyttelse". The Journal of Physical Chemistry B 119, 11079–11088 (2015).
https:///doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b02681
[3] Shumpei Masuda og Katsuhiro Nakamura. "Acceleration af adiabatisk kvantedynamik i elektromagnetiske felter". 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 og JG Muga. "Genveje til adiabaticitet for en ion i en roterende radialt tæt fælde". Ny J. Phys. 18, 043014 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/4/043014
[5] I. Lizuain, A. Tobalina, A. Rodríguez-Prieto og JG Muga. "Hurtig tilstand og fælderotation af en partikel i et anisotropt potentiale". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 52, 465301 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab4a2f
[6] I. Lizuain, M. Palmero og JG Muga. "Dynamiske normale tilstande for tidsafhængige hamiltonianere i to dimensioner". Phys. Rev. A 95, 022130 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.022130
[7] M. Palmero, E. Torrontegui, D. Guéry-Odelin og JG Muga. "Hurtig transport af to ioner i en anharmonisk fælde". Phys. Rev. A 88, 053423 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.88.053423
[8] M. Palmero, R. Bowler, JP Gaebler, D. Leibfried og JG Muga. "Hurtig transport af ionkæder af blandede arter i en Paul-fælde". Phys. Rev. A 90, 053408 (2014).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.053408
[9] Xiao-Jing Lu, A. Ruschhaupt og JG Muga. "Hurtig shuttling af en partikel under svag fjederkonstant støj fra den bevægelige fælde". 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 og A. Ruschhaupt. "Hurtig shuttling af en fanget ion i nærvær af støj". 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 og JG Muga. "Hurtig optimal friktionsfri atomkøling i harmoniske fælder: Genvej til 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 og JG Muga. "Hurtig adskillelse af to fangede ioner". Ny J. Phys. 17, 093031 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/9/093031
[13] S. Martínez-Garaot, A. Rodríguez-Prieto og JG Muga. "Interferometer med en drevet fanget ion". Phys. Rev. A 98, 043622 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.98.043622
[14] A. Rodríguez-Prieto, S. Martínez-Garaot, I. Lizuain og JG Muga. "Interferometer til kraftmåling via en genvej til adiabatisk armføring". Phys. Rev. Research 2, 023328 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.023328
[15] D. Kielpinski, C. Monroe og DJ Wineland. "Arkitektur for en storstilet ion-fælde kvantecomputer." Nature 417, 709-11 (2002).
https:///doi.org/10.1038/nature00784
[16] F. Splatt, M. Harlander, M. Brownnutt, F. Zähringer, R. Blatt og W. Hänsel. "Deterministisk omarrangering af $^{40}$Ca$^+$-ioner i en lineær segmenteret Paul-fælde". Ny 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 og UG Poschinger. "Hurtig ionbytning til kvanteinformationsbehandling". 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 og H. Haeffner. "Kohærent kontrol af rotationsgraden af frihed for en to-ion coulomb krystal". 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 og Rainer Blatt. "Kohærente rotationer af qubits i en overflade-ion-fælde kvantecomputer". Phys. Rev. A 102, 022611 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.102.022611
[20] A. Tobalina, JG Muga, I. Lizuain og M. Palmero. "Genveje til adiabatisk rotation af en to-ion kæde". 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 og JG Muga. "Genveje til adiabaticitet: koncepter, metoder og anvendelser". Rev. Mod. Phys. 91, 045001 (2019).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.91.045001
[22] Selwyn Simsek og Florian Mintert. "Kvantekontrol med en multidimensionel Gaussisk kvanteinvariant". Quantum 5, 409 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-11-409
[23] HR Lewis og WB Riesenfeld. "En nøjagtig kvanteteori om den tidsafhængige harmoniske oscillator og en ladet partikel i et tidsafhængigt elektromagnetisk felt". J. Math. Phys. 10, 1458 (1969).
https:///doi.org/10.1063/1.1664991
[24] H. Espinós, J. Echanobe, Xiao-Jing Lu og JG Muga. "Hurtig ion-shuttling, som er robust versus oscillerende forstyrrelser" (2022). arXiv:2201.07555.
arXiv: 2201.07555
[25] O Castaños, R López-Peña og VI Man'ko. "Noethers teorem og tidsafhængige kvanteinvarianter". 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 og Héctor M. Moya-Cessa. "Løsning til de tidsafhængige koblede harmoniske oscillatorer hamiltonian med vilkårlige interaktioner". Quantum Reports 1, 82-90 (2019).
https:///doi.org/10.3390/quantum1010009
[27] S. Simsek og F. Mintert. "Kvante-invariant-baseret kontrol af interagerende fangede ioner" (2021).
arXiv: 2112.13905
[28] T. Villazon, A. Polkovnikov og A. Chandran. "Hurtig varmeoverførsel ved hurtig fremadkørsel i åbne kvantesystemer". Phys. Rev. A 100, 012126 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.100.012126
[29] S. Ibáñez, Xi Chen, E. Torrontegui, JG Muga og A. Ruschhaupt. "Flere Schrödinger-billeder og dynamik i genveje til adiabaticitet". Phys. Rev. Lett. 109, 100403 (2012).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.100403
[30] Shi-fan Qi og Jun Jing. "Accelereret adiabatisk passage i hulrumsmagnomekanik". Phys. Rev. A 105, 053710 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.053710
[31] E. Urban. "Implementering af en rotationssymmetrisk ringionfælde og sammenhængende kontrol af rotationstilstande". Ph.d.-afhandling. University of California, Berkeley. (2019).
[32] T. Sägesser, R. Matt, R. Oswald og JP Home. "Robust dynamisk udvekslingskøling med fangede ioner". Ny J. Phys. 22, 073069 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab9e32
Citeret af
Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.
