論文の概要: Suppressing excitations using quantum-Brachistochrone and nearest-neighbour interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.21382v1
• Date: Fri, 24 Oct 2025 12:09:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 09:00:15.460434
• Title: Suppressing excitations using quantum-Brachistochrone and nearest-neighbour interactions
• Title（参考訳）: 量子ブラキストロンと近接近傍相互作用を用いた励起抑制
• Authors: S John Sharon Sandeep, Dibyajyoti Sahu, Suhas Gangadharaiah,
• Abstract要約: 横フィールドイジングモデル(TFIM)における励起抑制に関する研究 横磁場の線形傾斜の下では、第二パラメータの最適進化は非単調軌道に従う。 これらの結果は、有限時間量子状態準備のための単純で耐雑音性の高いプロトコルを開発するためのこのアプローチの可能性を強調している。
• 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 examine excitation suppression in the transverse-field Ising model (TFIM), where finite-time drive across a quantum critical point is assisted by the presence of a time-dependent coupling parameter. While conventional counterdiabatic protocols are designed to eliminate excitations, they often require complex many-body terms that are difficult to realize experimentally. In contrast, our approach employs a local, time-dependent modulation of an existing coupling term in the Hamiltonian. Within the framework of quantum optimal control, we find that under a linear ramp of the transverse field, the optimal evolution of the second parameter follows a non-monotonic trajectory. For the TFIM, this protocol yields higher fidelity and improved robustness against noise compared to several orders of approximate counterdiabatic driving. Furthermore, we provide an analytical demonstration of anti-Kibble-Zurek scaling in the presence of noise acting on either the transverse field or the longitudinal coupling. These results highlight the potential of this approach for developing simple, noise-resilient protocols for finite-time quantum state preparation.
• Abstract（参考訳）: 時間依存結合パラメータの存在によって量子臨界点を越える有限時間駆動が補助される横フィールドイジングモデル(TFIM)の励起抑制について検討する。 従来のカウンターダイアバティックプロトコルは励起を除去するために設計されているが、実験的に実現が難しい複雑な多体項を必要とすることが多い。 対照的に、我々のアプローチは、ハミルトニアンにおける既存のカップリング項の局所的時間依存的な変調を用いる。 量子最適制御の枠組みの中では、横磁場の線形ランプの下では、2番目のパラメータの最適進化は非単調軌道に従う。 TFIMの場合、このプロトコルは、近似的な反断熱駆動の順序よりも高い忠実度とノイズに対するロバスト性が得られる。 さらに,逆場あるいは長手結合に作用する雑音の存在下での,アンチ・キブル・ズールクスケールの解析的実演を行う。 これらの結果は、有限時間量子状態準備のための単純で耐雑音性の高いプロトコルを開発するためのこのアプローチの可能性を強調している。

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