論文の概要: Robust Control Performance for Open Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.13691v2
- Date: Thu, 16 Jun 2022 18:16:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-04 05:34:03.898428
- Title: Robust Control Performance for Open Quantum Systems
- Title（参考訳）: オープン量子システムにおけるロバスト制御性能
- Authors: Sophie G. Schirmer, Frank C. Langbein, Carrie A. Weidner, Edmond
Jonckheere
- Abstract要約: 動的摂動または初期状態準備誤差の伝達に基づいて、性能を測定するフォーマリズムを開発する。
量子状態に対する閉ループブロッホ方程式の特異性から生じる困難は、#-反転補題を導入することで克服される。
追加の困難は、対称性が複数の開ループ極を生じさせ、対称性の破れの下で単一の固有値へと展開するときに生じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robust performance of control schemes for open quantum systems is
investigated under classical uncertainties in the generators of the dynamics
and nonclassical uncertainties due to decoherence and initial state preparation
errors. A formalism is developed to measure performance based on the
transmission of a dynamic perturbation or initial state preparation error to
the quantum state error. This makes it possible to apply tools from classical
robust control such as structured singular value analysis. A difficulty arising
from the singularity of the closed-loop Bloch equations for the quantum state
is overcome by introducing the #-inversion lemma, a specialized version of the
matrix inversion lemma. Under some conditions, this guarantees continuity of
the structured singular value at s = 0. Additional difficulties occur when
symmetry gives rise to multiple open-loop poles, which under symmetry-breaking
unfold into single eigenvalues. The concepts are applied to systems subject to
pure decoherence and a general dissipative system example of two qubits in a
leaky cavity under laser driving fields and spontaneous emission. A
nonclassical performance index, steady-state entanglement quantified by the
concurrence, a nonlinear function of the system state, is introduced.
Simulations confirm a conflict between entanglement, its log-sensitivity and
stability margin under decoherence.
- Abstract（参考訳）: 開放量子系の制御スキームのロバストな性能は、非コヒーレンスおよび初期状態準備誤差による動的および非古典的不確実性のジェネレータにおいて古典的不確実性の下で研究される。
量子状態誤差に対する動的摂動または初期状態準備誤差の伝達に基づいて、性能を測定するフォーマリズムが開発された。
これにより、構造化特異値解析のような古典的な堅牢な制御からツールを適用することができる。
量子状態に対する閉ループブロッホ方程式の特異性から生じる困難は、行列反転補題の特殊バージョンである#-逆補題を導入することで克服される。
ある条件下では、これは s = 0 における構造化特異値の連続性を保証する。
対称性が複数の開ループ極を生じさせ、対称性を破って単一の固有値へと展開すると、さらに困難が生じる。
これらの概念は、純粋なデコヒーレンスを受けるシステムや、レーザー駆動場下で漏れたキャビティ内の2つのキュービットの一般的な散逸系の例に適用される。
システム状態の非線形関数であるコンカレンスによって定量化された非古典的性能指数、定常状態絡み合いを導入する。
シミュレーションは、絡み合い、対数感度、およびデコヒーレンスの下での安定性との衝突を裏付ける。
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