論文の概要: Shortcuts to Adiabaticity for Open Systems in Circuit Quantum
Electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.08417v2
- Date: Mon, 18 Oct 2021 05:46:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-21 23:24:31.394083
- Title: Shortcuts to Adiabaticity for Open Systems in Circuit Quantum
Electrodynamics
- Title（参考訳）: 回路量子力学におけるオープンシステムの断熱性へのショートカット
- Authors: Zelong Yin, Chunzhen Li, Jonathan Allcock, Yicong Zheng, Xiu Gu,
Maochun Dai, Shengyu Zhang, Shuoming An
- Abstract要約: オープン量子システムのためのショートカット to adiabaticity (STA) の実証実験を行った。
我々は, 単一損失モードの断熱進化時間を, 反断熱駆動パルスを適用して800 nsから100 nsに短縮する。
この結果は,オープン量子システムのダイナミックスを加速する方法を開拓し,高速なオープンシステムプロトコルの設計に応用できる可能性を持っている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.231358835691962
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Shortcuts to adiabaticity (STA) are powerful quantum control methods,
allowing quick evolution into target states of otherwise slow adiabatic
dynamics. Such methods have widespread applications in quantum technologies,
and various STA protocols have been demonstrated in closed systems. However,
realizing STA for open quantum systems has presented a greater challenge, due
to complex controls required in existing proposals. Here we present the first
experimental demonstration of STA for open quantum systems, using a
superconducting circuit QED system consisting of two coupled bosonic
oscillators and a transmon qubit. By applying a counterdiabatic driving pulse,
we reduce the adiabatic evolution time of a single lossy mode from 800 ns to
100 ns. In addition, we propose and implement an optimal control protocol to
achieve fast and qubit-unconditional equilibrium of multiple lossy modes. Our
results pave the way for accelerating dynamics of open quantum systems and have
potential applications in designing fast open-system protocols of physical and
interdisciplinary interest, such as accelerating bioengineering and chemical
reaction dynamics.
- Abstract（参考訳）: STA(Shortcut to adiabaticity)は強力な量子制御法であり、低速な断熱力学の標的状態への迅速な進化を可能にする。
このような手法は量子技術で広く応用され、様々なstaプロトコルが閉じたシステムで実証されている。
しかしながら、オープン量子系に対するSTAの実現は、既存の提案で必要とされる複雑な制御のため、より大きな課題を提起している。
ここでは、2つの結合ボゾン振動子とトランスモン量子ビットからなる超伝導回路QEDシステムを用いて、オープン量子系に対するSTAの最初の実験例を示す。
逆ダイアバティック駆動パルスを適用することで、単一の損失モードの断熱的進化時間を800 nsから100 nsに短縮する。
さらに,複数のロスモードの高速・無条件平衡を実現するための最適制御プロトコルを提案し,実装する。
この結果は, オープン量子システムの動力学を加速する手段となり, バイオエンジニアリングや化学反応のダイナミクスなど, 物理的および学際的な関心を持つ高速オープンシステムプロトコルの設計に潜在的に応用できる。
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