論文の概要: Preparation of ordered states in ultra-cold gases using Bayesian optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03520v3
• Date: Tue, 12 May 2020 06:56:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-12 22:54:13.383286
• Title: Preparation of ordered states in ultra-cold gases using Bayesian optimization
• Title（参考訳）: ベイズ最適化による超低温ガス中の秩序状態の生成
• Authors: Rick Mukherjee, Frederic Sauvage, Harry Xie, Robert L\"ow and Florian Mintert
• Abstract要約: ベイズ最適化に基づく量子最適制御フレームワークについて検討する。 ベイズ最適化は, 有限かつノイズの多いデータに対して, より良い制御解を求めることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10499611180329804
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Ultra-cold atomic gases are unique in terms of the degree of controllability, both for internal and external degrees of freedom. This makes it possible to use them for the study of complex quantum many-body phenomena. However in many scenarios, the prerequisite condition of faithfully preparing a desired quantum state despite decoherence and system imperfections is not always adequately met. To path the way to a specific target state, we explore quantum optimal control framework based on Bayesian optimization. The probabilistic modeling and broad exploration aspects of Bayesian optimization is particularly suitable for quantum experiments where data acquisition can be expensive. Using numerical simulations for the superfluid to Mott-insulator transition for bosons in a lattice as well for the formation of Rydberg crystals as explicit examples, we demonstrate that Bayesian optimization is capable of finding better control solutions with regards to finite and noisy data compared to existing methods of optimal control.
• Abstract（参考訳）: 超低温原子ガスは、内部および外部の自由度の両方において、制御性の度合いという点で一意である。 これにより、複雑な量子多体現象の研究に使うことができる。 しかし、多くのシナリオにおいて、デコヒーレンスやシステム不完全性にもかかわらず、所望の量子状態を忠実に準備する前提条件は必ずしも適切に満たされない。 特定の目標状態への道をたどるために、ベイズ最適化に基づく量子最適制御フレームワークを探索する。 ベイズ最適化の確率的モデリングと広い探索の側面は、データ取得が高価である量子実験に特に適している。 格子内のボソンのモット絶縁体遷移とライドバーグ結晶の形成の数値シミュレーションを用いて, ベイズ最適化は, 既存の最適制御法と比較して, 有限かつノイズの多いデータに対して, より良い制御解を求めることができることを示した。

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