基于离散时间量子行走的纠缠工程与拓扑保护

离散时间量子行走（QWs）代表了用于可控工程化单粒子量子动力学的稳健且通用的平台，并因其在量子信息科学中的算法应用而受到特别关注。即使在其最简单的一维架构中，它们也展现出复杂的拓扑现象，可用于拓扑量子相变的系统研究 [1]。由于所需资源数量呈指数级增长，迄今为止大多数 QWs 的实验实现仅限于单粒子，仅有少数涉及关联量子对的实现。本文研究了量子行走在双部分玻色子系统中可控动力学纠缠工程中的应用。我们表明，量子行走可用于从模式纠缠（其中量子粒子的不可区分性起关键作用）过渡到与可区分粒子相关的标准纠缠类型。我们还表明，通过仔细定制 QWs 中的步长以及量子行走者的初始态，可以通过拓扑保护来保持纠缠含量。使得纠缠工程和纠缠保护成为可能的潜在机制是 QW 诱导的强“自旋 - 轨道”耦合。我们预计，此处报告的结果可用于拓扑相中量子关联的可控模拟。