高能激发态的绝热时间演化

量子系统的绝热时间演化是一种广泛使用的工具，应用范围从态制备、计算简化和拓扑变换到优化与量子计算。绝热时间演化通常对带隙基态效果良好，但对谱中部缺乏保护性能隙的热态则不然。此处我们展示量子多体疤痕——一种特殊类型的高能激发态——尽管缺乏保护性能隙，仍适用于绝热时间演化。考虑两个相当不同的模型，即由张量网络构造的一维模型和带有任意子的二维分数量子霍尔模型，我们发现当所需最终绝热保真度约为0.99时，量子疤痕相对于绝热动力学的表现与带隙基态相似。一维模型的疤痕态可被绝热变换的最大速率随系统尺寸呈幂律下降，而一般热态和 disorder-driven 局域态则为指数下降。在恒定且极低的斜坡速率下，我们发现疤痕态的保真度与1的偏差随斜坡速率线性缩放，而带隙基态则为二次缩放。因此当所需绝热保真度极高（如0.9999及以上）时，带隙基态表现更优。我们识别出疤痕态泄漏的两种机制，并用以解释结果。虽然操纵单个孤立基态在量子应用中很常见，疤痕态的绝热演化提供了在同一系统中同时操纵整座类基态塔的灵活性。