論文の概要: A spectrum-based shortcut method for topological systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.08920v2
• Date: Wed, 14 Aug 2024 18:13:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-16 19:04:55.782952
• Title: A spectrum-based shortcut method for topological systems
• Title（参考訳）: 位相系に対するスペクトルベースのショートカット法
• Authors: Jian Xu, Feng Mei, Yan-Qing Zhu,
• Abstract要約: 本研究では,マルチステートなLandau-Zenerアプローチを用いて,アディバチティのためのショートカットを構築するプロトコルを開発した。 提案プロトコルは理論モデルに適用可能であり,実験の難しさを増大させる必要はない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7173827294605775
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: The need for fast and robust quantum state transfer is an essential element in scalable quantum information processing, leading to widespread interest in shortcuts to adiabaticity for speeding up adiabatic quantum protocols. However, shortcuts to adiabaticity for systems with more than a few levels is occasionally challenging to compute in theory and frequently difficult to implement in experiments. In this work, we develop a protocol for constructing shortcuts to adiabaticity through the multi-state Landau-Zener approach and a stricter adiabatic condition. Importantly, our protocol only requires a few pieces of information about the energy spectrum and just adjusts the evolutionary rate of the system. It means that our protocol has broad applicability to theoretical models and does not require increasing the difficulty of the experiment. As examples, we apply our protocol to state transfer in the two-level Landau-Zener model, the non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model and the topological Thouless pump model and find that it can speed up the manipulation speed while remaining robust to Hamiltonian errors. Furthermore, based on the experimental friendliness of our findings, it can potentially be extended to many-body systems, dissipation cases, or Floquet processes. Overall, the proposed shortcut protocol offers a promising avenue for enhancing the efficiency and reliability of quantum state transfer protocols.
• Abstract（参考訳）: 高速で堅牢な量子状態転送の必要性は、スケーラブルな量子情報処理において必須の要素であり、断熱的な量子プロトコルを高速化するための近道への関心が広まる。 しかしながら、いくつかのレベルを持つシステムの短絡は、理論上は計算が困難であり、しばしば実験で実装することが困難である。 本研究では,多状態Landau-Zenerアプローチとより厳密な断熱条件により,断熱のためのショートカットを構築するためのプロトコルを開発する。 重要なことは、我々のプロトコルはエネルギースペクトルに関するわずかな情報しか必要とせず、システムの進化率を調整するだけである。 これは,提案プロトコルが理論モデルに適用可能であり,実験の難しさを増大させる必要がないことを意味する。 例として,2レベルランダウ・ツェナーモデル,非エルミタンSu-Schrieffer-Heeger(SSH)モデル,トポロジカルThoulessポンプモデルにおける状態伝達にプロトコルを適用し,ハミルトン誤差に頑健なまま操作速度を向上できることを示した。 さらに, 実験的な親和性から, 多体システム, 散逸ケース, フロッケプロセスにまで拡張できる可能性が示唆された。 提案したショートカットプロトコルは、量子状態転送プロトコルの効率性と信頼性を高めるための有望な道を提供する。

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