绝热定理与绝热量子计算范式(本课核心推导)

1. 瞬时本征基展开 |ψ(t)⟩ = Σ_j b_j·e^{−i∫E_j dt′}|j(s(t))⟩,代入薛定谔方程,对角项相消

2. 左乘 ⟨m| 得振幅方程:db_m/dt = −(1/T)·Σ_j b_j·⟨m|∂_s j⟩·e^{i∫(E_m−E_j)dt′}

3. 关键恒等式:对 H|j⟩ = E_j|j⟩ 关于 s 求导再投影 ⟨m|:⟨m|H′|j⟩ + E_m⟨m|∂_s j⟩ = E_j⟨m|∂_s j⟩ ⟹ ⟨m|∂_s j⟩ = ⟨m|H′|j⟩/(E_j−E_m)——第 1 个 1/Δ

4. 一阶近似 b₀ ≈ 1:跃迁振幅 b_m(1) ≈ ∫₀¹ g(s)·e^{−iTΦ(s)}ds,其中 g = ⟨m|H′|0⟩/(E₀−E_m)、Φ′ = Δ_{m0} ≥ Δ_min

5. 分部积分(利用 d(e^{−iTΦ})/ds = −iT·Φ′·e^{−iTΦ}):|b_m(1)| ≤ (1/T)·[(|g(0)|+|g(1)|)/Δ_min + ∫|g′|/Δ_min ds] ≤ max_s‖H′‖/(T·Δ_min²)——第 2 个 1/Δ

6. 令右端 ≤ ε:T = Ω(max_s‖H′‖/(ε·Δ_min²))——能隙以 −2 次幂进入绝热时间

类型definition-derivation(重点页,占满)