非稳态磁场中量子比特演化过程的效率、曲率与复杂性

在最优量子力学演化中,运动可沿最小长度路径在最优时间内完成;或沿既定路径实现零能量损耗与100%速度效率的完美演化。然而实际物理情境常导致非理想演化,表现为次优效率、非零曲率及高度复杂性。本文针对受时变磁场作用的二能级量子系统,给出了量子演化曲率的精确解析表达式。具体而言,该团队研究了具有单位速度效率的双参数非平稳厄米哈密顿量所产生的动力学行为。为深入理解曲率系数的物理意义,该团队分析了曲率行为与测地效率、速度效率及量子演化复杂性(定义为初末态演化过程中可访问与已访问Bloch球体积之差同可访问体积的比值)的关联。研究发现:高效量子演化通常比低效演化具有更低的复杂性;但复杂性并非单纯由路径长度决定——当曲率足够大时,较长路径的复杂性反而可能低于曲率系数较小的较短路径。
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提交arXiv: 2026-01-15 18:37

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