正则化反绝热驱动在量子拉比模型中的应用
反绝热(CD)驱动通过抑制有限时间演化过程中的绝热激发,为实现快速且鲁棒的量子态制备提供了一条有效途径。然而,为复杂系统解析推导CD协议仍具挑战性,这推动了变分方法的发展。这些方法通常依赖于最小化基于迹的泛函来构建近似控制哈密顿量。但在无界系统中,由于玻色子希尔伯特空间的无界性,此类泛函可能变得病态,导致代价函数发散和变分系数非物理。本文引入了一个变分优化框架,该框架配备了具有物理动机的重整化方案,通过将基于迹的度量限制在相关的位移和低能子空间中来对其进行正则化。作为范例,该团队将该方法应用于超越色散近似的量子拉比模型,并识别出两种不同的CD贡献,它们将原子自由度与场的正交幅度相耦合。这些项在从强耦合到深强光-物质相互作用的耦合区域中抑制绝热激发。该团队进一步制定了一种基于保真度的量子最优控制策略,该策略规避了基于迹的变分方法的局限性。最后,该团队展示了所得到的CD项可以通过对原生哈密顿量的参数调制,利用Floquet工程来实现。该团队的研究结果表明,CD驱动可以一致地扩展到具有无界希尔伯特空间的连续变量系统,为强相互作用光-物质平台中的量子控制提供了一个可控且可扩展的框架。

