绝热动力学与绝热捷径：基础与应用

本论文给出了一组关于绝热动力学（封闭与开放系统）和无跃迁量子驱动的结果，推动了我们对量子控制和哈密顿量逆工程的理解。在封闭系统绝热动力学背景下，通过从非惯性参考系研究系统动力学，引入了绝热条件的一种验证机制。考虑退相干情形时，也研究了绝热近似的有效性条件。作为一个具有潜在应用的崭新一般性结果，我们表明在退相干下，对于一类初始量子态，如同封闭系统那样，绝热性仍可在无限时间极限下发生。最后，本论文对绝热捷径理论的原创贡献涉及一种广义的无跃迁量子驱动方法，其中利用了伴随绝热轨迹的量子相位因子的规范自由度。研究了一些理论应用，本论文提出的若干理论预测通过两种不同的实验装置得到了实验验证，即编码在镱囚禁离子超精细能级结构中的量子比特，以及核磁共振中的核自旋量子比特。