論文の概要: Universal control of quantum processes using sector-preserving channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.12463v2
• Date: Mon, 15 Nov 2021 16:16:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 18:30:53.236752
• Title: Universal control of quantum processes using sector-preserving channels
• Title（参考訳）: セクター保存チャネルを用いた量子プロセスの普遍制御
• Authors: Augustin Vanrietvelde, Giulio Chiribella
• Abstract要約: 未知のゲートの コヒーレントな制御は 実験で実現した これらの実験によって達成されたタスクを定式化し、任意の雑音チャネルの制御に拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7614628596146599
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: No quantum circuit can turn a completely unknown unitary gate into its coherently controlled version. Yet, coherent control of unknown gates has been realised in experiments, making use of a different type of initial resources. Here, we formalise the task achieved by these experiments, extending it to the control of arbitrary noisy channels, and to more general types of control involving higher dimensional control systems. For the standard notion of coherent control, we identify the information-theoretic resource for controlling an arbitrary quantum channel on a $d$-dimensional system: specifically, the resource is an extended quantum channel acting as the original channel on a $d$-dimensional sector of a $(d+1)$-dimensional system. Using this resource, arbitrary controlled channels can be built with a universal circuit architecture. We then extend the standard notion of control to more general notions, including control of multiple channels with possibly different input and output systems. Finally, we develop a theoretical framework, called supermaps on routed channels, which provides a compact representation of coherent control as an operation performed on the extended channels, and highlights the way the operation acts on different sectors.
• Abstract（参考訳）: 完全に未知のユニタリゲートをコヒーレントに制御されたバージョンに変換する量子回路はない。 しかし、未知のゲートのコヒーレントな制御は実験で実現され、異なるタイプの初期リソースを使用している。 本稿では,これらの実験によって達成された課題を定式化し,任意の雑音チャネルの制御に拡張し,高次元制御系を含むより一般的な制御に拡張する。 コヒーレント制御の標準的な概念として、$d$次元系の任意の量子チャネルを制御するための情報理論資源を同定する:具体的には、このリソースは$(d+1)$次元系の$d$次元セクター上の元のチャネルとして作用する拡張量子チャネルである。 このリソースを使うことで、任意の制御チャネルをユニバーサル回路アーキテクチャで構築することができる。 次に、制御の標準的な概念をより一般的な概念に拡張し、異なる入力および出力システムを持つ複数のチャネルの制御を含む。 最後に,拡張チャネル上で実行される操作としてコヒーレント制御をコンパクトに表現するsupermaps on routed channelと呼ばれる理論的枠組みを開発し,異なるセクタでの操作の動作を強調する。

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