論文の概要: Robust Quantum Optimal Control with Trajectory Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.15716v1
• Date: Mon, 29 Mar 2021 15:58:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-06 05:59:10.631678
• Title: Robust Quantum Optimal Control with Trajectory Optimization
• Title（参考訳）: 軌道最適化によるロバスト量子最適制御
• Authors: Thomas Propson, Brian E. Jackson, Jens Koch, Zachary Manchester, David I. Schuster
• Abstract要約: 本稿では,システムパラメータの不確実性に起因するゲートエラーを抑制するためのデリバティブベースアプローチを提案する。 計算効率の良いモデルを用いて時間最適制御を行い, 脱分極の存在下で高忠実度ゲートを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.042313273982193
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The ability to engineer high-fidelity gates on quantum processors in the presence of systematic errors remains the primary barrier to achieving quantum advantage. Quantum optimal control methods have proven effective in experimentally realizing high-fidelity gates, but they require exquisite calibration to be performant. We apply robust trajectory optimization techniques to suppress gate errors arising from system parameter uncertainty. We propose a derivative-based approach that maintains computational efficiency by using forward-mode differentiation. Additionally, the effect of depolarization on a gate is typically modeled by integrating the Lindblad master equation, which is computationally expensive. We employ a computationally efficient model and utilize time-optimal control to achieve high-fidelity gates in the presence of depolarization. We apply these techniques to a fluxonium qubit and suppress simulated gate errors due to parameter uncertainty below $10^{-7}$ for static parameter deviations on the order of $1\%$.
• Abstract（参考訳）: 系統的エラーの存在下で量子プロセッサ上で高忠実性ゲートを設計できる能力は、量子優位を達成するための主要な障壁である。 量子最適制御法は,高忠実度ゲートを実験的に実現するために有効であることが証明されている。 システムパラメータの不確実性に起因するゲートエラーを抑制するためにロバスト軌道最適化手法を適用する。 本稿では,フォワードモードの微分を用いて計算効率を維持する導関数に基づく手法を提案する。 さらに、ゲート上の非分極の効果は、計算コストの高いlindbladマスター方程式を積分することでモデル化される。 計算効率の良いモデルを用いて時間最適制御を行い, 脱分極の存在下で高忠実度ゲートを実現する。 本研究では,これらの手法をフラクソニウム量子ビットに適用し,パラメータの不確かさによるゲート誤差のシミュレーションを10^{-7}$以下に抑える。

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