1School voor Wetenschap, Xuchang Universiteit, Xuchang 461000, China
2Departamento de Química Física, Universiteit van Baskenland UPV/EHU, Apdo. 644, 48080 Bilbao, Spanje
3Afdeling Toegepaste Wiskunde, Universiteit van Baskenland UPV/EHU, Donostia-San Sebastián, Spanje
4EHU Quantum Center, Universiteit van Baskenland UPV/EHU
Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.
Abstract
We ontwerpen sneller dan adiabatische toestandsoverdrachten (omschakeling van kwantumgetallen) in tijdafhankelijke Hamiltonianen met gekoppelde oscillatoren. De manipulatie om het proces aan te sturen is gevonden met behulp van een tweedimensionale invariant die recentelijk is voorgesteld in S. Simsek en F. Mintert, Quantum 5 (2021) 409, en omvat zowel rotatie als tijdelijke schaling van de hoofdassen van de potentiaal in een cartesiaanse representatie . Belangrijk is dat deze invariant gedegenereerd is, behalve de deelruimte die wordt overspannen door zijn grondtoestand. Een dergelijke degeneratie zorgt in het algemeen voor ontrouw van de eindtoestanden met betrekking tot ideale doeleigentoestanden. De waarde van een enkele regelparameter kan echter zo worden gekozen dat de toestandomschakeling perfect is voor willekeurige (niet noodzakelijk bekende) initiële eigentoestanden. Extra 2D lineaire invarianten worden gebruikt om gemakkelijk de benodigde parameterwaarden te vinden en om generieke uitdrukkingen te geven voor de eindtoestanden en eindenergieën. In het bijzonder vinden we tijdsafhankelijke transformaties van een tweedimensionale harmonische val voor een deeltje (zoals een ion of neutraal atoom), zodat de laatste val wordt geroteerd ten opzichte van de oorspronkelijke, en de eigentoestanden van de initiële val worden omgezet in geroteerde replica's op het laatste moment, in een bepaalde tijd en rotatiehoek.
► BibTeX-gegevens
► Referenties
[1] A. Tobalina, E. Torrontegui, I. Lizuain, M. Palmero en JG Muga. "Invariante-gebaseerde inverse engineering van tijdsafhankelijke, gekoppelde harmonische oscillatoren". Fys. Rev. A 102, 063112 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.063112
[2] Shumpei Masuda en Stuart A. Rice. "Rotatie van de oriëntatie van de golffunctieverdeling van een geladen deeltje en het gebruik ervan". The Journal of Physical Chemistry B 119, 11079-11088 (2015).
https:///doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b02681
[3] Shumpei Masuda en Katsuhiro Nakamura. "Versnelling van adiabatische kwantumdynamica in elektromagnetische velden". Fys. Rev. A 84, 043434 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.84.043434
[4] M. Palmero, Shuo Wang, D. Guéry-Odelin, Jr-Shin Li en JG Muga. "Snelkoppelingen naar adiabaticiteit voor een ion in een roterende radiaal dichte val". Nieuwe J. Phys. 18, 043014 (2016).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/4/043014
[5] I. Lizuain, A. Tobalina, A. Rodríguez-Prieto en JG Muga. "Snelle toestand en valrotatie van een deeltje in een anisotrope potentiaal". Journal of Physics A: wiskundig en theoretisch 52, 465301 (2019).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ab4a2f
[6] I. Lizuain, M. Palmero en JG Muga. "Dynamische normale modi voor tijdsafhankelijke Hamiltonians in twee dimensies". Fys. Rev. A 95, 022130 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.022130
[7] M. Palmero, E. Torrontegui, D. Guéry-Odelin en JG Muga. "Snel transport van twee ionen in een anharmonische val". Fys. Rev. A 88, 053423 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.053423
[8] M. Palmero, R. Bowler, JP Gaebler, D. Leibfried en JG Muga. "Snel transport van ionenketens van verschillende soorten binnen een Paul-val". Fys. Rev. A 90, 053408 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.053408
[9] Xiao-Jing Lu, A. Ruschhaupt en JG Muga. "Snel pendelen van een deeltje onder zwak veerconstant geluid van de bewegende val". Fys. 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 en A. Ruschhaupt. "Snel pendelen van een ingesloten ion in aanwezigheid van ruis". Fys. 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 en JG Muga. "Snelle optimale wrijvingsloze atoomkoeling in harmonische vallen: snelkoppeling naar adiabaticiteit". Fys. ds. Lett. 104, 063002 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.104.063002
[12] M. Palmero, S. Martínez-Garaot, UG Poschinger, A. Ruschhaupt en JG Muga. "Snelle scheiding van twee ingesloten ionen". Nieuwe J. Phys. 17, 093031 (2015).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/17/9/093031
[13] S. Martínez-Garaot, A. Rodríguez-Prieto en JG Muga. "Interferometer met een aangedreven ingesloten ion". Fys. Rev. A 98, 043622 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.043622
[14] A. Rodríguez-Prieto, S. Martínez-Garaot, I. Lizuain en JG Muga. "Interferometer voor krachtmeting via een snelkoppeling naar adiabatische armgeleiding". Fys. Rev. Onderzoek 2, 023328 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.023328
[15] D. Kielpinski, C. Monroe en DJ Wineland. "Architectuur voor een grootschalige kwantumcomputer met ionenval.". Natuur 417, 709-11 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature00784
[16] F. Splatt, M. Harlander, M. Brownnutt, F. Zähringer, R. Blatt en W. Hänsel. "Deterministische herschikking van $ ^ {40} $ Ca $ ^ + $ ionen in een lineair gesegmenteerde Paul trap". Nieuwe 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 en UG Poschinger. "Fast ion swapping voor de verwerking van kwantuminformatie". Fys. Rev. A 95, 052319 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.052319
[18] E. Urban, N. Glikin, S. Mouradian, K. Krimmel, B. Hemmerling en H. Haeffner. "Coherente controle van de rotatievrijheidsgraad van een twee-ion coulomb kristal". Fys. ds. 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 en Rainer Blatt. "Coherente rotaties van qubits binnen een kwantumcomputer met ionenval aan het oppervlak". Fys. Rev. A 102, 022611 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.022611
[20] A. Tobalina, JG Muga, I. Lizuain en M. Palmero. "Snelkoppelingen naar adiabatische rotatie van een twee-ionenketen". Kwantumwetenschap en technologie 6, 045023 (2021).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac1e01
[21] D. Guéry-Odelin, A. Ruschhaupt, A. Kiely, E. Torrontegui, S. Martínez-Garaot en JG Muga. "Snelkoppelingen naar adiabaticiteit: concepten, methoden en toepassingen". Rev. Mod. Fys. 91, 045001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.045001
[22] Selwyn Simsek en Florian Mintert. "Kwantumcontrole met een multidimensionale Gauss-kwantuminvariant". Kwantum 5, 409 (2021).
https://doi.org/10.22331/q-2021-03-11-409
[23] HR Lewis en WB Riesenfeld. "Een exacte kwantumtheorie van de tijdsafhankelijke harmonische oscillator en van een geladen deeltje in een tijdsafhankelijk elektromagnetisch veld". J. Wiskunde. Fys. 10, 1458 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1664991
[24] H. Espinós, J. Echanobe, Xiao-Jing Lu en JG Muga. "Snelle ionenshuttle die robuust is versus oscillerende verstoringen" (2022). arXiv:2201.07555.
arXiv: 2201.07555
[25] O Castaños, R López-Peña en VI Man'ko. "Theorema van Noether en tijdsafhankelijke kwantuminvarianten". Journal of Physics A: Wiskundige en algemene 27, 1751-1770 (1994).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/27/5/035
[26] Alejandro R. Urzúa, Irán Ramos-Prieto, Manuel Fernández-Guasti en Héctor M. Moya-Cessa. "Oplossing voor de tijdsafhankelijke gekoppelde harmonische oscillatoren hamiltonian met willekeurige interacties". Quantum-rapporten 1, 82-90 (2019).
https:///doi.org/10.3390/quantum1010009
[27] S. Simsek en F. Mintert. "Op kwantuminvarianten gebaseerde controle van op elkaar inwerkende ingesloten ionen" (2021).
arXiv: 2112.13905
[28] T. Villazon, A. Polkovnikov en A. Chandran. "Snelle warmteoverdracht door snel vooruit rijden in open kwantumsystemen". Fys. Rev. A 100, 012126 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.012126
[29] S. Ibáñez, Xi Chen, E. Torrontegui, JG Muga en A. Ruschhaupt. "Meerdere Schrödinger-foto's en dynamiek in snelkoppelingen naar adiabaticiteit". Fys. ds. Lett. 109, 100403 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.100403
[30] Shi-fan Qi en Jun Jing. "Versnelde adiabatische passage in holte magnomechanica". Fys. Rev. A 105, 053710 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.053710
[31] E. Stedelijk. "Implementatie van een rotatiesymmetrische ringionval en coherente controle van rotatietoestanden". Proefschrift. Universiteit van California, Berkeley. (2019).
[32] T. Sägesser, R. Matt, R. Oswald en JP Home. "Robuuste dynamische uitwisselingskoeling met ingesloten ionen". Nieuwe J. Phys. 22, 073069 (2020).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab9e32
Geciteerd door
Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.
