[發明專利]一種二能級系統中高保真布居數反轉的絕熱捷徑方法

在審

• 申請號: 201910306592.2
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110120799A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 班玥;周俊;陳璽
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H03K5/26
• 分類號: H03K5/26;G06N10/00;G06F17/13;G06F17/15
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種二能級系統中高保真布居數反轉的絕熱捷徑方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.在一個二能級系統中，采用基于Lewis-Riesenfeld量子不變量的反控制方法，逆向求解薛定諤方程：

二能級系統哈密頓量為：

其中Δ和Ω分別是含時失諧與拉比頻率；哈密頓量本征態滿足H(t)|ψ_±(t)>＝ε_±(t)|ψ_±(t)>，定義該體系下一組正交基矢則哈密頓量瞬時本征向量表示為：

對于這樣的二能級系統，根據動力學不變量條件，得到以下微分方程：

其中，θ和β分別為布洛赫球上極角和方位角；為了使哈密頓量的瞬時本征態從初態t＝0時的|1>反轉到末態t＝t_f時的|2>，使用多項式或者其他函數擬合出滿足邊界條件的θ和β，從而根據哈密頓量系統微分方程反解出Δ和Ω；

b.將步驟a中得到的Δ和Ω輸入到任意波發生器中，生成具有上述步驟中得到的相位和振幅的脈沖信號；

c.將步驟b中生成的脈沖信號施加到砷化鎵/砷化鎵鋁異質結晶圓的電極上，脈沖信號與半導體量子點相互作用實現布居數的反轉。

2.根據權利要求1所述的二能級系統中高保真布居數反轉的絕熱捷徑方法，其特征在于，在所述步驟a中，為了使哈密頓量初態處于|1>，末態時完成反轉處于|2>，必須滿足邊界條件：θ(0)＝0,θ(t_f)＝π。

3.根據權利要求1所述的二能級系統中高保真布居數反轉的絕熱捷徑方法，其特征在于，為了使哈密頓量能夠平穩的由初態反轉到末態，并得到穩定的本征態，還需滿足邊界條件：