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单分量量子力学与动态无泄漏路径。

One-component quantum mechanics and dynamical leakage-free paths.

作者信息

Jing Jun, Wu Lian-Ao

机构信息

Zhejiang Province Key Laboratory of Quantum Technology and Device, Department of Physics, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, Zhejiang, China.

Department of Physics, The University of the Basque Country (EHU/UPV), P.O. Box 644, 48080, Bilbao, Spain.

出版信息

Sci Rep. 2022 Jun 2;12(1):9247. doi: 10.1038/s41598-022-13130-3.

DOI:10.1038/s41598-022-13130-3
PMID:35654980
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9163118/
Abstract

We derive an exact one-component equation of motion for the probability amplitude of a target time-dependent state, and use the equation to reformulate quantum dynamics and control for both closed and open systems. Using the one-component equation, we show that an unexpected time-dependent leakage-free path can be induced and we capture a necessary quantity in determining the effect of decoherence suppression. Our control protocol based on the nonperturbative leakage elimination operator provides a unified perspective connecting some subtle, popular, and important concepts of quantum control, such as dynamical decoupling, quantum Zeno effect, and adiabatic passage. The resultant one-component equation will promise significant advantages in both quantum dynamics and control.

摘要

我们推导了一个关于目标含时状态概率幅的精确单分量运动方程,并使用该方程重新表述了封闭和开放系统的量子动力学与控制。利用这个单分量方程,我们表明可以诱导出一条意想不到的含时无泄漏路径,并且我们捕捉到了确定退相干抑制效果时的一个必要量。我们基于非微扰泄漏消除算符的控制协议提供了一个统一的视角,将量子控制中的一些微妙、流行且重要的概念联系起来,比如动力学解耦、量子芝诺效应和绝热通道。由此得到的单分量方程在量子动力学和控制方面都将具有显著优势。

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