論文の概要: Invariant-based control of quantum many-body systems across critical points

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05469v2
• Date: Tue, 30 Jul 2024 14:42:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-31 22:49:41.803398
• Title: Invariant-based control of quantum many-body systems across critical points
• Title（参考訳）: 臨界点を越えた量子多体系の不変系制御
• Authors: Hilario Espinós, Loris Maria Cangemi, Amikam Levy, Ricardo Puebla, Erik Torrontegui,
• Abstract要約: 本稿では,多体系の低エネルギー部分空間内での断熱的進化を保証するために,動的不変量に基づく制御手法を提案する。 制御可能なパラメータを解析的制御結果に従って調整することにより,速度限界に近い高忠実度進化を実現する。 注目すべきは、我々のアプローチがKibble-Zurekスケーリングの法則を破り、チューニング可能で時間スケーリングの振る舞いを大幅に改善したことです。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum many-body systems are emerging as key elements in the quest for quantum-based technologies and in the study of fundamental physics. In this study, we address the challenge of achieving fast and high-fidelity evolutions across quantum phase transitions, a crucial requirement for practical applications. We introduce a control technique based on dynamical invariants tailored to ensure adiabatic-like evolution within the lowest-energy subspace of the many-body systems described by the transverse-field Ising and long-range Kitaev models. By tuning the controllable parameter according to analytical control results, we achieve high-fidelity evolutions operating close to the speed limit. Remarkably, our approach leads to the breakdown of Kibble-Zurek scaling laws, offering tunable and significantly improved time scaling behavior. We provide detailed numerical simulations to illustrate our findings, demonstrating scalability with the system size and robustness against noisy controls and disorder, as well as its applicability to a non-integrable system.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系は、量子ベースの技術や基礎物理学の研究において重要な要素として浮上している。 本研究では,量子相転移における高速かつ高忠実な進化を実現するという課題に対処する。 逆場イジングモデルと長距離キタエフモデルにより記述された多体系の低エネルギー部分空間内での断熱的進化を保証するために, 動的不変量に基づく制御手法を提案する。 制御可能なパラメータを解析的制御結果に従って調整することにより,速度限界に近い高忠実度進化を実現する。 注目すべきは、我々のアプローチがKibble-Zurekスケーリングの法則を破り、チューニング可能で時間スケーリングの振る舞いを大幅に改善したことです。 本稿では,本研究の成果を説明するための数値シミュレーションを行い,ノイズ制御や障害に対するシステムサイズと堅牢性,および非可積分システムへの適用性について述べる。

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