Genvägar till adiabaticitet

Genvägar till adiabaticitet (STA) är snabba kontrollprotokoll för att driva systemets dynamik utan att förlita sig på den adiabatiska teoremet . Begreppet STA introducerades i en artikel från 2010 av Xi Chen et al. Deras design kan uppnås med en mängd olika tekniker. Ett universellt tillvägagångssätt tillhandahålls av kontradiabatisk körning, även känd som övergångslös kvantkörning. Motiverad av en av författarnas systematiska studie av dissipativ Landau-Zener-övergång, visades nyckelidén tidigare av en grupp forskare från Kina, Grekland och USA 2000, som styr en egentillstånd till destination. Kontradiabatisk körning har visats i laboratoriet med en tidsberoende kvantoscillator .

Användningen av kontradiabatisk körning kräver att man diagonaliserar Hamiltonian-systemet, vilket begränsar dess användning i system med många partiklar. Vid kontroll av infångade kvantvätskor har användningen av symmetrier såsom skalinvarians och tillhörande konserverade kvantiteter tillåtit att kringgå detta krav. STA har också hittat tillämpningar inom ändlig tid kvanttermodynamik för att undertrycka kvantfriktion. Snabba icke-diabatiska slag av en kvantmotor har implementerats med hjälp av en tredimensionell interagerande Fermi-gas .

Användningen av STA har också föreslagits för att driva en kvantfasövergång . I detta sammanhang Kibble-Zurek-mekanismen bildandet av topologiska defekter. Medan implementeringen av kontradiabatisk körning över en fasövergång kräver komplexa interaktioner med många kroppar, kan genomförbara ungefärliga kontroller hittas.

Utanför fysiken har STA tillämpats på populationsgenetik för att härleda en formalism för att medge ändlig tidskontroll av hastigheten och banan i utvecklande populationer, med ett öga mot att manipulera stora populationer av organismer som orsakar mänskliga sjukdomar som en evolutionär terapimetod, eller mot mer effektiv riktad evolution .