通过选择性相互作用冷却多体系统

我们提出一个描述 $N$ 个自旋-1/2 系统在局域时变磁场存在下通过 $N$ 阶齐次相互作用项耦合的模型。该模型可利用囚禁离子与超导电路中的当前技术实验实现。通过引入一串幺正变换，我们成功将该系统的量子动力学精确转换为 $2^{N-1}$ 个虚构自旋-1/2 动力学问题。我们揭示了在特定时变场景下控制 $N$ 个自旋的幺正演化以生成 GHZ 态的可能性。此外，我们展示通过适当设计耦合参数的时间依赖性，可选择 $N$ 自旋系统动力学发生的特定子空间。这一我们称之为时变选择性相互作用的动力学特征，可产生系统中所有自旋的冷却效应。