論文の概要: Optimizing quantum control pulses with complex constraints and few
variables through Tensorflow
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.05334v2
- Date: Tue, 12 Oct 2021 04:37:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-11 19:07:42.637734
- Title: Optimizing quantum control pulses with complex constraints and few
variables through Tensorflow
- Title（参考訳）: テンソルフローによる複雑な制約と変数の少ない量子制御パルスの最適化
- Authors: Yao Song, Junning Li, Yong-Ju Hai, Qihao Guo, and Xiu-Hao Deng
- Abstract要約: 本稿では、複数の制約を勾配最適化に組み込むことにより、現実的な量子システムに最適な制御アルゴリズムを適用する方法について述べる。
我々は,常にオンの相互作用を持つトランスモン量子ビットを超伝導するための単一量子ビットと2量子ビットゲートを実装するためのスムーズな制御パルスを見つけることで,アルゴリズムを検証した。
我々のアルゴリズムは、複雑で任意の物理的制約に親しみやすい、有望な最適量子制御手法を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Applying optimal control algorithms on realistic quantum systems confronts
two key challenges: to efficiently adopt physical constraints in the
optimization and to minimize the variables for the convenience of experimental
tune-ups. In order to resolve these issues, we propose a novel algorithm by
incorporating multiple constraints into the gradient optimization over
piece-wise pulse constant values, which are transformed to contained numbers of
the finite Fourier basis for bandwidth control. Such complex constraints and
variable transformation involved in the optimization introduce extreme
difficulty in calculating gradients. We resolve this issue efficiently
utilizing auto-differentiation on Tensorflow. We test our algorithm by finding
smooth control pulses to implement single-qubit and two-qubit gates for
superconducting transmon qubits with always-on interaction, which remains a
challenge of quantum control in various qubit systems. Our algorithm provides a
promising optimal quantum control approach that is friendly to complex and
optional physical constraints.
- Abstract（参考訳）: 最適な制御アルゴリズムを現実的な量子システムに適用することは、最適化において物理的制約を効率的に適用し、実験的なチューンアップの利便性のために変数を最小化するという2つの大きな課題に直面する。
これらの問題を解決するために,帯域幅制御のための有限フーリエ基底の個数に変換されたパルス定数値に対する勾配最適化に,複数の制約を組み込んだ新しいアルゴリズムを提案する。
このような複雑な制約と最適化に関わる変数変換は、勾配の計算に極端に困難をもたらす。
テンソルフローの自動微分を利用して効率よくこの問題を解決する。
我々は,常時オン相互作用を持つトランスモン量子ビットを超伝導する単一量子ビットおよび2量子ビットゲートを実装するためのスムーズな制御パルスを探索し,本アルゴリズムを検証した。
本アルゴリズムは, 複雑で任意の物理制約に適応した最適量子制御手法を提供する。
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