离散量子系统中的流动分布：从操作协议到量子速度限制
量子物理
2025-09-26 v4 数学物理
math.MP
摘要
我们提出了一种通用且可被实验访问的框架，通过流动时间（time-of-flow, TF）分布来量化离散量子系统中的转换时间。TF分布由目标状态人口变化率定义，可通过在独立准备的系统上进行离散时间的重复投影测量来重构，从而避免了Zeno效应。在单调区间，TF分布可明确解释为到达时间（TOA）或离开时间（TOD）分布。我们将此方法用于优化时变哈密顿量、分析捷径到绝热性（shortcut-to-adiabaticity, STA）协议、研究三水平时变谐振腰模型中的非绝热特征，以及为封闭和开放量子系统推导基于转换的量子速度限制（TF-QSL）。我们还建立了时间不确定性的下界并检讨了退相干效应，展示了TF框架在量子控制和诊断方面的多样性。该方法既是概念工具，也是探测和工程化量子动力学的实验程序。
引用
@article{arxiv.2504.09571,
title = {Time-of-Flow Distributions in Discrete Quantum Systems: From Operational Protocols to Quantum Speed Limits},
author = {Mathieu Beau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.09571},
year = {2025}
}
备注
11 pages (refs. included) with 5 figures + 6 pages supplementary material with 3 figures. This version supersedes v1 and represents a major improvement over v2