通过非惯性系验证量子绝热性及其囚禁离子实现

绝热近似的有效性条件是为理解并预测量子动力学的有用工具。值得注意的是，振荡量子系统中的共振现象对绝热定理提出了挑战。在此情形下，定量绝热条件应用中的不一致导致了一系列针对绝热性的新方法。此处我们采取不同策略，通过将量子系统驱动到非惯性参考系，引入一种绝热近似的验证机制。更具体地，我们首先考虑先前导出的几个相关绝热近似条件，并表明通过引入适用于单个量子比特（qubit）的合适振荡哈密顿量，它们全部失效。然后，通过在旋转的非惯性系中评估绝热条件，我们证明所有这些条件，包括标准绝热条件，都能正确描述原系中的绝热动力学，无论是在远离共振处还是在共振点。此外，我们证明该验证机制可推广至一般多粒子量子系统，确立了在惯性系或非惯性系中描述的绝热行为等价的条件。为实验研究我们的方法，我们考虑通过单个囚禁镱离子 $^{171}$Yb$^{+}$ 的超精细 qubit，其中离子超精细能级被用作二能级系统的自由度。通过监测量子演化，我们明确展示了非惯性系中绝热条件的一致性。