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随机能隙朗道-齐纳跃迁的反绝热驱动

量子物理 2026-01-16 v1 原子物理

摘要

朗道-齐纳 (LZ) 模型描述了一个经历避免交叉的两能级量子系统。在绝热极限下,跃迁概率为零。可以逆向设计一个辅助控制场 HCDH_\text{CD},使得完整哈密顿量 H0+HCDH_0 + H_\text{CD} 对所有参数值都再现绝热性。我们的目标是构建一个单一的控制场 H1H_1,用于驱动具有能隙分布的一族 LZ 型哈密顿量。H1H_1 在统计上效果最佳,即最小化平均跃迁概率。我们将注意力限制在一类特殊的 H1H_1 控制上,其动机来自 HCDH_\text{CD}。我们发现了瞬时绝热性与最终跃迁概率之间的系统性权衡。某些具有线性扫描的极限情况可以解析处理;其中之一是具有 Dirac δ(t)\delta(t) 函数的 LZ 系统。全面且系统的数值模拟支持并扩展了解析结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.10659,
  title  = {Counterdiabatic driving for random-gap Landau-Zener transitions},
  author = {Georgios Theologou and Mikkel F. Andersen and Sandro Wimberger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.10659},
  year   = {2026}
}

备注

Keywords: Shortcuts to adiabaticity; Landau-Zener problem; quantum control; random-gap distribution; adiabatic quantum computing