基于全局绝热准则的光子波导中的加速拓扑泵浦
光学
2026-01-14 v2 量子物理
摘要
绝热拓扑泵浦实现了能量和信息的稳健传输,但其运行速度受制于瞬时绝热条件,该条件要求参数变化速度极慢.本文提出从瞬时绝热性向全局绝热性的范式转变.我们推导了全局绝热准则 (GAC),通过控制均方非绝热性来建立绝对保真度边界.基于此框架,我们引入波动抑制加速准则以最小化空间非均匀性,允许在不损害保真度的前提下安全提高平均非绝热性.我们通过可扩展的幂律耦合调制,在 femtosecond 激光书写的光子 Su-Schrieffer-Heeger 波导阵列中实现了此原则.我们的加速拓扑泵浦实现了 >0.95 的保真度,相较于传统方案的设备长度缩减五倍,并呈现与系统规模成线性关系的预测 scaling,并且在带宽超过 400 nm 的范围内保持稳健性能.这种 GAC 框架为跨越 quantum 和经典拓扑平台的快速、紧凑且稳健的绝热器件提供了通用设计准则.
引用
@article{arxiv.2512.23466,
title = {Accelerated Topological Pumping in Photonic Waveguides Based on Global Adiabatic Criteria},
author = {Kai-Heng Xiao and Shi-Lei Su and Xiang Ni and Yi-Ke Sun and Jin-Kang Guo and Zhi-Yong Hu and Xu-Lin Zhang and Jia Li and Jin-Lei Wu and Zhen-Nan Tian and Qi-Dai Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23466},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures