断熱性への近道

断熱性へのショートカット（STA）は、断熱定理に頼らずにシステムのダイナミクスを駆動するための高速制御プロトコルです。STAの概念は、2010年のXi Chenらの論文で導入されました。^[1] STAの設計は、さまざまな手法を使用して実現できます。^{[2] [3]} 反断熱駆動によって普遍的なアプローチが提供されます。 ^[4]反断熱駆動は、 遷移のない量子駆動としても知られています。^[5] 著者の1人による散逸ランダウ-ツェナー遷移の体系的な研究に触発され、主要なアイデアは、2000年に中国、ギリシャ、米国の科学者グループによって、固有状態を目的地に操縦するものとして以前に実証されました。 ^{[6]反断熱駆動は、時間依存の}量子発振器を 使用して実験室で実証されています。 ^[7]

反非断熱駆動の使用にはシステムハミルトニアンを対角化する必要があり、多粒子系での使用が制限される。閉じ込められた量子流体の制御では、スケール不変性や関連する保存量などの対称性を使用することで、この要件を回避することができる。^{[8] [9] [10]} STAはまた、量子摩擦を抑制するために有限時間量子熱力学への応用も見出した。^[11]量子エンジンの高速非断熱ストロークは、3次元相互作用フェルミガスを使用して実装されている。^{[12] [13]}

STAの使用は量子相転移を駆動するためにも示唆されている。^[14]この文脈では、キブル・ズーレク機構はトポロジカル欠陥の形成を予測している。相転移を介した反非断熱駆動の実装には複雑な多体相互作用が必要であるが、実行可能な近似制御が見出される。^{[15] [16] [17]}

物理学以外では、STAは集団遺伝学に応用され、進化する集団の速度と軌道を有限時間で制御できる形式論を導き出しており、進化的治療法として人間の病気を引き起こす生物の大規模な集団を操作することや、より効率的な指向性進化を目指している。 ^[18]