論文の概要: Conservation-law-based global bounds to quantum optimal control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06054v2
• Date: Sat, 7 Aug 2021 20:17:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 06:41:59.319502
• Title: Conservation-law-based global bounds to quantum optimal control
• Title（参考訳）: 保存則に基づく量子最適制御への大域的境界
• Authors: Hanwen Zhang, Zeyu Kuang, Shruti Puri, and Owen D. Miller
• Abstract要約: 量子力学における保存則の積分方程式に基づく定式化は、任意の量子制御シナリオの基本的な限界を特定するための枠組みとなることを示す。 3レベル駆動、デコヒーレンス抑制、最大忠実ゲート実装という3つのシナリオで境界の実用性を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Active control of quantum systems enables diverse applications ranging from quantum computation to manipulation of molecular processes. Maximum speeds and related bounds have been identified from uncertainty principles and related inequalities, but such bounds utilize only coarse system information, and loosen significantly in the presence of constraints and complex interaction dynamics. We show that an integral-equation-based formulation of conservation laws in quantum dynamics leads to a systematic framework for identifying fundamental limits to any quantum control scenario. We demonstrate the utility of our bounds in three scenarios -- three-level driving, decoherence suppression, and maximum-fidelity gate implementations -- and show that in each case our bounds are tight or nearly so. Global bounds complement local-optimization-based designs, illuminating performance levels that may be possible as well as those that cannot be surpassed.
• Abstract（参考訳）: 量子システムのアクティブ制御は、量子計算から分子プロセスの操作まで多様な応用を可能にする。 最大速度と関連する境界は不確実性原理と関連する不等式から特定されているが、そのような境界は粗いシステム情報のみを使用し、制約や複雑な相互作用ダイナミクスの存在下で著しく緩和される。 量子力学における保存則の積分方程式に基づく定式化は、任意の量子制御シナリオの基本的な限界を特定するための体系的な枠組みをもたらす。 3レベル駆動、デコヒーレンス抑制、最大忠実度ゲート実装の3つのシナリオで境界の有用性を実証し、それぞれのケースにおいて境界が厳密であるかほぼ同じかを示す。 グローバル境界は局所最適化に基づく設計を補完し、可能かもしれないパフォーマンスレベルと超過できないパフォーマンスレベルを照らす。

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