Walsh-Floquet理论在周期性脉冲驱动中的应用

周期性脉冲驱动在数字量子控制、计算和模拟中无处不在,并且因其通过离散门的高效表示而在混沌和热化研究中发挥着重要作用。然而,在常用的傅里叶基下,脉冲驱动会导致物理量的收敛性较差。相反,该研究团队采用了周期性方波函数的Walsh基来描述周期性脉冲驱动的物理特性。在强脉冲驱动的情况下,研究发现,由于系统在时间上的响应形状,Walsh基比傅里叶基更准确地恢复了单体和多体系统的Floquet动力学。为了理解这一现象,研究人员在Walsh基下推导了扩展的Sambe空间公式和逆频率展开。研究团队在频率晶格上的单粒子局域化框架内解释了这种性能的提升,其中局域化与小的截断误差相关。研究表明,脉冲驱动系统的态与Walsh模式之间的强杂化产生了Walsh极化子,这些极化子可以在数字量子模拟器上进行研究。该工作奠定了Walsh-Floquet理论的基础,该理论自然适用于数字量子设备,并且适合使用离散门进行Floquet态操控。

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