論文の概要: Adiabaticity violation under arbitrarily slow evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.02681v1
- Date: Tue, 03 Jun 2025 09:29:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-04 21:47:35.517947
- Title: Adiabaticity violation under arbitrarily slow evolution
- Title（参考訳）: 任意に遅い進化下における断熱違反
- Authors: Oubo You, Zhaoqi Jiang, Jinhui Shi, Qing Dai, Chunying Guan, Shuang Zhang,
- Abstract要約: 任意に遅いプロセスでも断熱性は破れることを示す。
この発見は、量子進化の理解を再考し、量子コンピューティング、トポロジカル物理学、フォトニックテクノロジーの可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1863957256000357
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The quantum adiabatic theorem, a cornerstone of quantum mechanics, asserts that a gapped quantum system remains in its instantaneous eigenstate during sufficiently slow evolution, provided no resonances occur. Here we challenge this principle and show that adiabaticity can be violated even in arbitrarily slow processes. We introduce two new parameters, Instantaneous Transition Accumulation (ITA) and Instantaneous Transition Probability (ITP), to redefine the framework of adiabatic evolution. These parameters, grounded in cross-Berry connections and eigenstate amplitudes, reveal the dynamic and geometric factors governing adiabaticity. Using a new Phase Difference Manipulation (PDM) method, we control ITP and ITA to induce adiabaticity violation in a Landau-Zener (LZ) process. We experimentally demonstrate this counterintuitive phenomenon in a photonic waveguide system, where a slow LZ process defies adiabaticity, switching energy levels despite a fivefold slower evolution speed than a conventional adiabatic process. This discovery reshapes our understanding of quantum evolution and holds potential for quantum computing, topological physics, and photonic technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の土台である量子断熱定理(英語版)は、量子系が十分に遅い進化の間にその瞬間的な固有状態のままであり、共鳴が起こらないことを主張する。
ここでは、この原理に挑戦し、任意に遅いプロセスでも断熱性に違反できることを示す。
Instantaneous transition Accumulation (ITA) と Instantaneous transition Probability (ITP) という2つの新しいパラメータを導入し、断熱進化の枠組みを再定義する。
これらのパラメータは、クロスベリー接続と固有状態振幅に基づいており、断熱性を管理する動的および幾何学的要因を明らかにしている。
新たな位相差マニピュレーション (PDM) 法を用いて, ITP と ITA を制御し,Landau-Zener (LZ) プロセスにおける断熱違反を誘発する。
我々は,光導波路系におけるこの逆直観現象を実験的に実証し,低速LZプロセスは従来の断熱過程よりも5倍遅い進化速度にもかかわらず,エネルギー準位を切り替える。
この発見は、量子進化の理解を再考し、量子コンピューティング、トポロジカル物理学、フォトニックテクノロジーの可能性を秘めている。
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