論文の概要: Experimental implementation of precisely tailored light-matter interaction via inverse engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12461v3
• Date: Wed, 13 Oct 2021 02:38:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 09:02:20.310238
• Title: Experimental implementation of precisely tailored light-matter interaction via inverse engineering
• Title（参考訳）: 逆工学による精密光間相互作用の実験的実装
• Authors: Ying Yan, Chunyan Shi, Adam Kinos, Hafsa Syed, Sebastian Horvath, Andreas Walther, Lars Rippe, Xi Chen, Stefan Kr\"oll
• Abstract要約: 断熱性へのショートカットは もともと 遅い断熱プロセスをスピードアップするために 提案されたもので 今では多用途の道具箱になっています ここでは、希土類イオン系における状態準備と状態工学のための高速で堅牢な制御を実装している。 提案手法は, 励起状態の崩壊と不均一な拡張によるデコヒーレンスを低減し, 従来の断熱スキームを超越していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.131683740032632
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Accurate and efficient quantum control in the presence of constraints and decoherence is a requirement and a challenge in quantum information processing. Shortcuts to adiabaticity, originally proposed to speed up slow adiabatic process, have nowadays become versatile toolboxes for preparing states or controlling the quantum dynamics. Unique shortcut designs are required for each quantum system with intrinsic physical constraints, imperfections, and noises. Here, we implement fast and robust control for the state preparation and state engineering in a rare-earth ions system. Specifically, the interacting pulses are inversely engineered and further optimized with respect to inhomogeneities of the ensemble and the unwanted interaction with other qubits. We demonstrate that our protocols surpass the conventional adiabatic schemes, by reducing the decoherence from the excited state decay and inhomogeneous broadening. The results presented here are applicable to other noisy intermediate scale quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 制約やデコヒーレンスの存在下での正確かつ効率的な量子制御は、量子情報処理における要件であり課題である。 adiabaticityへの近道は、もともとゆっくりとした断熱過程をスピードアップするために提案されたが、現在では状態の準備や量子力学の制御のための汎用的なツールボックスとなっている。 固有の物理的制約、不完全さ、ノイズを持つ量子システムごとにユニークなショートカット設計が必要となる。 本稿では,希土類イオン系における状態形成と状態工学のための高速かつロバストな制御を実現する。 具体的には、相互作用するパルスは逆エンジニアリングされ、アンサンブルの不均一性や他の量子ビットとの不要な相互作用に関してさらに最適化される。 提案手法は, 励起状態崩壊と不均一な拡張によるデコヒーレンスを低減し, 従来の断熱スキームを超越していることを示す。 ここで示した結果は、他のうるさい中間スケール量子システムに適用できる。

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