論文の概要: Direct Optimal Control Approach to Laser-Driven Quantum Particle Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03825v1
• Date: Thu, 8 Oct 2020 07:59:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 15:43:59.118629
• Title: Direct Optimal Control Approach to Laser-Driven Quantum Particle Dynamics
• Title（参考訳）: レーザー駆動量子粒子ダイナミクスの直接最適制御法
• Authors: Alejandro R. Ramos Ramos, Oliver K\"uhn
• Abstract要約: 間接制御理論に対する頑健で柔軟な代替手段として, 直接最適制御を提案する。 この方法は、バイスタブルポテンシャルにおけるレーザー駆動のウェーブパレットダイナミクスの場合に説明される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 77.34726150561087
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optimal control theory is usually formulated as an indirect method requiring the solution of a two-point boundary value problem. Practically, the solution is obtained by iterative forward and backward propagation of quantum wavepackets. Here, we propose direct optimal control as a robust and flexible alternative. It is based on a discretization of the dynamical equations resulting in a nonlinear optimization problem. The method is illustrated for the case of laser-driven wavepacket dynamics in a bistable potential. The wavepacket is parameterized in terms of a single Gaussian function and field optimization is performed for a wide range of particle masses and lengths of the control interval. Using the optimized field in a full quantum propagation still yields reasonable control yields for most of the considered cases. Analysis of the deviations leads to conditions which have to be fulfilled to make the semiclassical single Gaussian approximation meaningful for field optimization.
• Abstract（参考訳）: 最適制御理論は通常、2点境界値問題の解を必要とする間接法として定式化される。 実際、この解は量子波束の前方および後方の反復伝播によって得られる。 本稿では,ロバストかつフレキシブルな代替手段として直接最適制御を提案する。 これは非線形最適化問題を引き起こす力学方程式の離散化に基づいている。 この方法は、バイスタブルポテンシャルにおけるレーザー駆動のウェーブパレットダイナミクスの場合に説明される。 ウェーブパックは単一のガウス関数を用いてパラメータ化され、広い範囲の粒子質量と制御区間の長さに対してフィールド最適化が行われる。 完全な量子伝播における最適化された場を用いることで、考慮されたほとんどの場合において合理的な制御利得が得られる。 偏差の解析は、半古典的な単一ガウス近似を場最適化に意味を持たせるために満たさなければならない条件につながる。

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