論文の概要: Shortcuts to adiabaticity in five-level systems using counter-diabatic driving and time-rescaling optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.16829v1
- Date: Sat, 18 Jul 2026 14:05:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-21 18:48:37.268046
- Title: Shortcuts to adiabaticity in five-level systems using counter-diabatic driving and time-rescaling optimization
- Title（参考訳）: 反断熱駆動と時間再スケーリング最適化を用いた5レベルシステムにおける断熱のショートカット
- Abstract要約: 本稿では,複数状態刺激されたRamanショートカット・トゥ・アダバティックパスプロトコルを構築するために,逆ダイアバティック(CD)駆動と時間再スケーリング(TR)方式を提案する。
両プロトコルが完全な人口移動を実現し,すべての中間状態の過渡性人口を効果的に抑制できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.360822865182975
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Shortcuts to adiabaticity (STA) is a common protocol to realize high-fidelity and robust quantum control in various quantum systems. To date, STA has been widely applied in two- and three-level systems, whereas designing feasible strategies to achieve perfect quantum state engineering in multi-level systems still remains a challenging task. Here, we propose to use counterdiabatic (CD) driving and time-rescaling (TR) methods to construct multi-state stimulated Raman shortcut-to-adiabatic passage protocols for realizing robust and fast population transfer in chainwise-connected five-state systems. The first protocol is implemented by initially reducing the original five-state system to an equivalent two-state counterpart, and then designing the corresponding driving field by combining CD driving and unitary transformation. Further, we introduce the TR method to optimize the first protocol and thus offers an alternative solution. Numerical calculations show that both protocols can achieve complete population transfer and effectively suppress transient populations of all intermediate states. Compared with the first protocol, the optimized second exhibits better performance within a shorter evolution time.
- Abstract（参考訳）: STA(Shortcuts to adiabaticity)は、様々な量子システムにおいて、高忠実で堅牢な量子制御を実現するための共通プロトコルである。
これまで、STAは2段階と3段階のシステムで広く適用されてきたが、マルチレベルのシステムで完璧な量子状態工学を実現するための実現可能な戦略を設計することは依然として難しい課題である。
本稿では,複数状態刺激されたRamanショートカット・ツー・アダバティックパスプロトコルを構築するために,CD駆動方式とTR方式を用いて,チェーンワイド接続された5状態システムにおけるロバストおよび高速な人口移動を実現することを提案する。
第1のプロトコルは、当初、元の5状態システムを同等の2状態に減らし、CD駆動とユニタリ変換を組み合わせて対応する駆動フィールドを設計することで実装される。
さらに、第1のプロトコルを最適化するTR法を導入し、代替ソリューションを提供する。
数値計算により、両プロトコルが完全な人口移動を実現し、すべての中間状態の過渡的な人口を効果的に抑制できることが示されている。
第1のプロトコルと比較して、最適化された第2のプロトコルは、短い進化時間でより良いパフォーマンスを示す。
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