論文の概要: Shortcuts to adiabaticity in open quantum critical systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06387v1
• Date: Tue, 10 Sep 2024 10:09:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-11 18:10:00.489435
• Title: Shortcuts to adiabaticity in open quantum critical systems
• Title（参考訳）: 開量子臨界系における断熱へのショートカット
• Authors: Shishira Mahunta, Victor Mukherjee,
• Abstract要約: 量子臨界系における反断熱駆動による断熱性(STA)のショートカットについて検討する。 我々は、システム密度行列が所定の軌道に従うように、ユニタリおよび非ユニタリ制御を評価する。 ここでは,多体オープン量子系におけるSTAを理解する上で,カウンターダイアバティックプロトコルが重要であることを期待する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study shortcuts to adiabaticity (STA) through counterdiabatic driving in quantum critical systems, in the presence of dissipation. We evaluate unitary as well as non-unitary controls, such that the system density matrix follows a prescribed trajectory corresponding to the eigenstates of a time-dependent reference Hamiltonian, at any instant of time. The strength of the dissipator control term for the low energy states show universal scaling close to criticality. Using the example of the transverse-field Ising model, we show that in contrast to STA in closed quantum critical systems, here STA may require multi-body interactions terms, even away from criticality, owing to change in entropy of the time-dependent target state. Further, the associated heat current shows extremum, while power dissipated changes curvature, close to criticality, and analogous to unitary control, no operational cost is associated with implementation of the exact counterdiabatic Hamiltonian. We expect the counterdiabatic protocol studied here can be of fundamental importance for understanding STA in many-body open quantum systems, and can be highly relevant for varied topics involving open many-body quantum systems, such as quantum computation and many-body quantum heat engines.
• Abstract（参考訳）: 量子臨界系における反断熱駆動による断熱へのショートカット(STA)について,散逸の存在下で検討する。 系密度行列は時間依存参照ハミルトニアンの固有状態に対応する所定の軌道を任意のタイミングで従うように、ユニタリだけでなく非ユニタリ制御も評価する。 低エネルギー状態に対する散逸子制御項の強さは、臨界に近い普遍的なスケーリングを示している。 逆場イジングモデルの例を用いて、閉量子臨界系におけるSTAとは対照的に、STAは時間依存的目標状態のエントロピーの変化のため、臨界性から離れても多体相互作用項を必要とする可能性があることを示す。 さらに、関連する熱電流は極端を示し、電力の消散により曲率が変化し、臨界に近づき、一元制御に類似するが、正確な反断熱ハミルトニアンの実装に運用コストはかからない。 本研究は,多体オープン量子系におけるSTAの理解において基本的重要性が期待され,量子計算や多体量子熱エンジンなどのオープン多体量子系に関わる様々なトピックに非常に関係している。

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