由经典力学阐释的复合脉冲稳健性:全球范围内的稳定性
复合脉冲(CPs)在核磁共振(NMR)、光谱学、最优控制实验和量子计算中被广泛用于操控由二能级哈密顿量描述的系统。通过精心设计这些脉冲,即使系统存在外部场强或共振偏移的偏差,仍可使系统在目标状态重新聚焦。自复合脉冲问世以来,学界已提出多种理论解释其鲁棒性。该工作基于经典力学中的稳定性矩阵概念,提出了新的解释框架——将布洛赫球面上的运动映射至正则坐标系,系统重新聚焦对应于坐标系的焦散现象或特定稳定性矩阵元素的消失。该方法揭示了布洛赫球面上系统重聚焦的方向性特征,阐明了不同系统沿不同方向重聚焦的机制,同时明确了复合脉冲何时会引发系统宽度变化(而非单纯轴旋转)的判定条件。作为案例研究,研究人员分析了Levitt提出的90(x)180(y)90(x)复合脉冲,该框架为理解其有效性提供了新视角。
