通过辅助腔实现量子绝热性的普适方法

在绝热量子算法的成功实现中，一个核心挑战是在整个演化过程中保持量子绝热性。然而，相互作用多体系统的基态与激发态之间的能隙常随量子比特数迅速减小，量子绝热性会严重受损。尽管此前已有大量努力，一种保持量子绝热性的实用方法仍有待开发。在此我们提出一种通过腔或电路 QED 增强量子绝热性的普适方法。通过将绝热量子计算机耦合到一个辅助腔，该耦合系统可展现出具有分岔点的双稳区，其中时间演化变得非常缓慢。利用这些通用的非线性特征，我们证明绝热量子计算机的能隙可被置于分岔点之间，从而产生被强烈增强的量子绝热性。随后我们将该方法应用于量子两能级系统、精确覆盖问题以及横场伊辛模型。与以往工作不同，该方法不需要量子系统的谱知识或构造非物理相互作用，并可应用于大量绝热量子过程。