論文の概要: Binary Optimal Control Of Single-Flux-Quantum Pulse Sequences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.10329v3
- Date: Tue, 23 Aug 2022 06:49:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 08:06:36.422709
- Title: Binary Optimal Control Of Single-Flux-Quantum Pulse Sequences
- Title（参考訳）: 単一フラックス量子パルス列のバイナリ最適制御
- Authors: Ryan H. Vogt, N. Anders Petersson
- Abstract要約: 量子コンピュータの単一周波数量子(SFQ)制御に対して、パルス列を最適化するための二分法、緩やかな勾配、信頼領域法を導入する。
H と X のゲートに対して数値的な結果を示し、最適化されたパルス列は、$approx 25$ 信頼領域において、99.9% 以上のゲート忠実度を与える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce a binary, relaxed gradient, trust-region method for optimizing
pulse sequences for single flux quanta (SFQ) control of a quantum computer. The
pulse sequences are optimized with the goal of realizing unitary gate
transformations. Each pulse has a fixed amplitude and duration. We model this
process as an binary optimal control problem, constrained by Schr\"{o}dinger's
equation, where the binary variables indicate whether each pulse is on or off.
We introduce a first-order trust-region method, which takes advantage of a
relaxed gradient to determine an optimal pulse sequence that minimizes the gate
infidelity, while also suppressing leakage to higher energy levels. The
proposed algorithm has a computational complexity of ${\cal O}(p\log(p)$, where
$p$ is the number of pulses in the sequence. We present numerical results for
the H and X gates, where the optimized pulse sequences give gate fidelity's
better than $99.9\%$, in $\approx 25$ trust-region iterations.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,量子コンピュータの単一磁束量子化(sfq)制御のためのパルスシーケンスを最適化する,二進法,緩和勾配法,信頼領域法を提案する。
パルスシーケンスはユニタリゲート変換を実現するために最適化される。
各パルスは一定の振幅と持続時間を持つ。
この過程を二元最適制御問題としてモデル化し、各パルスがオンかオフかを二元変数が示すschr\"{o}dinger方程式に制約する。
ゲートの不確かさを最小限に抑えつつ、より高いエネルギーレベルへの漏洩を抑止する最適なパルスシーケンスを決定するために、緩和勾配を利用する一階信頼領域法を提案する。
提案アルゴリズムは計算複雑性が${\cal O}(p\log(p)$であり、$p$はシーケンス内のパルスの数である。
H と X のゲートに対して数値的な結果を示し、最適化されたパルス列は、99.9 %$ 以上のゲート忠実度を$\approx 25$ 信頼区間反復で与える。
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