长程自旋-1/2模型中快速高效的长距离量子态传输

该研究团队在长自旋1/2线性链中,突破了仅考虑最近邻耦合的传统方案,探究了量子态传输问题。通过利用次近邻哈密顿量色散关系的特性,研究表明仅需对两端位点施加局部磁场,并对称性修饰少数末端位点间耦合强度(即最小化工程改造),即可实现平均超过99%的传输保真度。主导阶条件下,所需时间与链长呈线性关系。 这种快速、高质量的量子态传输机制基于以下原理:局部磁场使色散关系线性区域中心的波包实现弹道传播;同时通过遗传算法精密设计的链端位点间耦合值,可将波包宽度主要约束在色散关系的线性区域内。该耦合方案被证明适用于任意强度的次近邻位点间耦合,并能直接推广至更远程的耦合体系。

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