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《Physical Review A》:在光力晶格中以绝热捷径加速拓扑量子态传输

发布者:发布时间:2024-12-05点击数:

近日,我院量子信息与量子模拟团队在快速拓扑量子态转移方面取得重要进展:相关研究成果以“Shortcut engineering for accelerating topological quantum state transfers in optomechanical lattices”为题,发表在国际知名物理类期刊《Physical Review A》上。郑州大学为第一单位,我院22级硕士研究生郭晋康为第一作者,通讯作者为我院吴金雷副研究员和苏石磊副教授。


该文章首先研究了在由五个格点组成的小型光力晶格中实现绝热拓扑量子态传输的反向透热方案。展示了通过使用完整或部分反向透热项,可以实现完美的量子态传输,并将量子态传输持续时间减少到绝热演化的十分之一。为了规避反向透热方案中的次近邻耦合,文中还提出了一种通过引入大失谐来消除振子模式的无跃迁量子驱动方案。

   

图一:不同的绝热捷径方案所包含的光力晶格的耦合结构。

                               

图二:优化耦合参数应用到大规模光力晶格后的保真度和演化时间对比。


研究还发现,所有绝热捷径方案在很大程度上保持了拓扑量子态传输对无序的鲁棒性,更重要的是,由于持续时间大大缩短,绝热捷径方案在考虑光力晶格衰减时可以保证更高的量子态传输的效率。最后,文中扩展了光力晶格的规模,并提出了一种更通用的方法,通过设计最优耦合参数来加速绝热拓扑量子态传输,这可以显著缩短量子态传输时间。

该研究成果得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金以及吉林省教育厅科技项目的支持。

全文链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.110.043510



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