Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (4), 457–464
Fast forward problem for adiabatic quantum dynamics: Estimation of the energy cost
J.D. Matrasulov – Faculty of Physics, National University of Uzbekistan, Vuzgorodok, Tashkent; Institute of Fundamental and Applied Research, National Research University TIIAME, Tashkent, Uzbekistan; jasur1362@gmail.com
J. R. Yusupov – Kimyo International University in Tashkent, Tashkent; Faculty of Physics, National University of Uzbekistan, Vuzgorodok, Tashkent, Uzbekistan; j.yusupov@ytit.uz
Kh. Sh. Matyokubov – Urgench State Pedagogical Institute, Urgench; Urgench State University, Urgench, Uzbekistan; hikmat.shuhratovich@gmail.com
Corresponding author: J.D. Matrasulov, jasur1362@gmail.com
PACS 03.65.Ta, 32.80.Qk, 37.90. j, 05.30.d, 03.65.w
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-4-457-464
ABSTRACT We consider the problem of energy cost needed for acceleration (deceleration) of the evolution of a quantum system using the Masuda–Nakamura’s fast forward protocol. In particular, we focus on dynamics by considering models for a quantum box with a moving wall and harmonic oscillator with time-dependent frequency. For both models we computed the energy needed for acceleration (deceleration) as a function of time. The results obtained are compared with those of other acceleration (deceleration) protocols.
KEYWORDS energetic cost, shortcuts to adiabaticity, statistical physics and thermodynamics
ACKNOWLEDGEMENTS This work is supported by the grant of the Agency of Innovative Development of the Republic of Uzbekistan, World Bank Project “Modernizing Uzbekistan National Innovation System” (Ref. Nr. REP-05032022/235).
FOR CITATION Matrasulov J.D., Yusupov J.R., Matyokubov Kh.Sh. Fast forward problem for adiabatic quantum dynamics: Estimation of the energy cost. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (4), 457–464.
[In Russian] Ж. Д. Матрасулов, Ж. Р. Юсупов, Х. Ш. Матякубов.
Ускорения эволюции адиабатической квантовой динамики: оценка энергетической стоимости
АННОТАЦИЯ Рассматривается задача о затратах энергии, необходимой для ускорения (замедления) эволюции квантовой системы с использованием протокола быстрой перемотки Масуда-Накамуры. В частности, мы фокусируемся на динамике, рассматривая модели квантового ящика с движущейся стенкой и гармонического осциллятора с зависящей от времени частотой. Для обеих моделей мы рассчитали энергию, необходимую для ускорения (замедления) в зависимости от времени. Полученные результаты сравниваются с результатами других протоколов ускорения (замедления).
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА кратчайшие пути к адиабатичности, адиабатическая квантовая динамика, уравнение Шрёдингера
