量子输运中的存活概率：绝热隧穿与加速度不连续性的影响

在量子态的实时操控中，需要动态控制系统哈密顿量的参数。我们研究了在陷阱势能输送粒子过程中的存活概率，其中粒子可能由于量子力学过程逃逸出势阱。我们研究了非绝热扰动如何产生，并确定了两个主要因素。其一是在切换点处的冲击型扰动。为了将粒子从一个地方输送到另一个地方，需要开启加速度并在终点将其关闭；这种效应被称为切换扰动。我们分析了这一效应，并从绝热理论的角度推导出一个解析公式，发现由该效应产生的因子不依赖于输送协议的细节。另一个因素是输送过程中的绝热隧穿。在输送过程中，粒子被加速和减速，这会引发非绝热过程，导致所谓的绝热隧穿。考虑到这两类效应，我们证明了逃逸机制可以由一个包含代表这些效应的因子的紧凑公式来描述。在本文中，我们通过分析源于这些效应的存活概率衰减，定量地考察了输送过程中的存活概率。我们发现，各种加速度协议下的衰减行为几乎可以由切换扰动和绝热隧穿的积分形式的组合完美重现。绝热隧穿率也可通过假设恒定加速度的分析得出，且独立于具体的输送协议。因此，一旦确定了相关因子，无需对每种情况单独进行动力学模拟，即可估算任意加速度协议下的存活概率。