在准一维晶格上利用一维 Heisenberg 哈密顿量进行量子态传输

我们考虑准一维晶格上单量子比特与多量子比特态的传输，其中态传输协议所涉及的时间演化仅由一维哈密顿量生成。我们使用沿 $z$ 方向磁场下的准一维各向同性 Heisenberg 模型，其中垂直子晶格（称为横档）上的自旋-自旋相互作用强度远强于其他子晶格上的相互作用。将场强调至特殊值，在强横档耦合极限下，准一维各向同性 Heisenberg 模型可映射为有效一维 XXZ 模型，其中每个横档模拟一个有效二能级系统。因此，低能横档态从一个横档到另一个横档的传输可表示为利用一维 XXZ 模型将任意单量子比特态从一个晶格位点传输到另一个晶格位点。利用此，我们提出通过将单量子比特态特定编码为低能横档态、并在接收横档上对已传输态进行后续解码，来实现任意单量子比特态从一个晶格位点到另一个晶格位点的传输协议。这些编码与解码协议涉及由一维横档哈密顿量生成的时序演化与单量子比特相位门，确保传输单量子比特态所需的所有时间演化均由一维哈密顿量生成。我们表明，使用所提协议的单量子比特态传输性能始终优于使用由完整准一维哈密顿量生成的时间演化时的情形。