論文の概要: Adaptive Bayesian algorithm for achieving desired quantum transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.12674v5
- Date: Sat, 24 Apr 2021 11:52:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-22 00:21:03.961349
- Title: Adaptive Bayesian algorithm for achieving desired quantum transition
- Title（参考訳）: 所望の量子遷移を達成する適応ベイズアルゴリズム
- Authors: Chengyin Han, Jiahao Huang, Xunda Jiang, Ruihuan Fang, Yuxiang Qiu, Bo
Lu, Chaohong Lee
- Abstract要約: 適応ベイズアルゴリズムを用いて、所望の量子遷移に適した条件を探索する効率的なスキームを提案する。
レーザー冷却した87ドルRb原子のアンサンブル内でコヒーレント集団トラップを用いて実験を行った。
この研究は、遷移周波数を決定するための単純で効率的な方法を提供し、精密分光の分野で広く応用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9056499137200054
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Bayesian methods which utilize Bayes' theorem to update the knowledge of
desired parameters after each measurement, are used in a wide range of quantum
science. For various applications in quantum science, efficiently and
accurately determining a quantum transition frequency is essential. However,
the exact relation between a desired transition frequency and the controllable
experimental parameters is usually absent. Here, we propose an efficient scheme
to search the suitable conditions for a desired quantum transition via an
adaptive Bayesian algorithm, and experimentally demonstrate it by using
coherent population trapping in an ensemble of laser-cooled $^{87}$Rb atoms.
The transition frequency is controlled by an external magnetic field, which can
be tuned in realtime by applying a d.c. voltage. Through an adaptive Bayesian
algorithm, the voltage can automatically converge to the desired one from a
random initial value only after few iterations. In particular, when the
relation between the target frequency and the applied voltage is nonlinear, our
algorithm shows significant advantages over traditional methods. This work
provides a simple and efficient way to determine a transition frequency, which
can be widely applied in the fields of precision spectroscopy, such as atomic
clocks, magnetometers, and nuclear magnetic resonance.
- Abstract（参考訳）: ベイズの定理を用いて各測定の後に所望のパラメータの知識を更新するベイズ法は、幅広い量子科学で用いられている。
量子科学における様々な応用において、量子遷移周波数を効率的かつ正確に決定することが不可欠である。
しかし、所望の遷移周波数と制御可能な実験パラメータの正確な関係は通常存在しない。
本稿では,適応ベイズアルゴリズムを用いて所望の量子遷移に適した条件を探索する効率的な手法を提案し,レーザー冷却した$^{87}$rb原子のアンサンブルにおけるコヒーレント集団トラップを用いて実験的に証明する。
遷移周波数は外部磁場によって制御され、d.c.電圧を印加することで、リアルタイムに調整できる。
適応ベイズアルゴリズムにより、電圧は数回の反復後にのみランダムな初期値から自動的に所望の値に収束する。
特に, 対象周波数と印加電圧の関係が非線形である場合, 従来の手法よりも有意な優位性を示す。
この研究は、遷移周波数を決定するための単純で効率的な方法を提供し、原子時計、磁気センサ、核磁気共鳴などの精密分光の分野に広く応用できる。
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