論文の概要: qopt: An experiment-oriented Qubit Simulation and Quantum Optimal Control Package

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.05873v1
• Date: Tue, 12 Oct 2021 10:24:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 17:00:49.814440
• Title: qopt: An experiment-oriented Qubit Simulation and Quantum Optimal Control Package
• Title（参考訳）: qopt:実験指向量子ビットシミュレーションと量子最適制御パッケージ
• Authors: Julian D. Teske, Pascal Cerfontaine, Hendrik Bluhm
• Abstract要約: 我々は、量子ビット力学とロバスト量子最適制御をシミュレートするソフトウェアフレームワークであるqoptを紹介する。 我々は,実音特性と実験制約のシミュレーションに焦点をあてて,オープンかつクローズドな量子ビット系をモデル化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Realistic modeling of qubit systems including noise and constraints imposed by control hardware is required for performance prediction and control optimization of quantum processors. We introduce qopt, a software framework for simulating qubit dynamics and robust quantum optimal control considering common experimental situations. To this end, we model open and closed qubit systems with a focus on the simulation of realistic noise characteristics and experimental constraints. Specifically, the influence of noise can be calculated using Monte Carlo methods, effective master equations or with the efficient filter function formalism, which enables the investigation and mitigation of auto-correlated noise. In addition, limitations of control electronics including finite bandwidth effects as well as nonlinear transfer functions and drive-dependent noise can be considered. The calculation of gradients based on analytic results is implemented to facilitate the efficient optimization of control pulses. The software easily interfaces with QuTip, is published under an open source license, well-tested and features a detailed documentation.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサの性能予測と制御最適化には,制御ハードウェアが課すノイズや制約を含む量子ビットシステムの現実的モデリングが必要である。 我々は、量子ビット力学とロバスト量子最適制御をシミュレーションするソフトウェアフレームワークであるqoptを紹介した。 そこで本研究では,実音特性と実験制約のシミュレーションに焦点をあてて,オープンかつクローズドな量子ビット系をモデル化する。 具体的には、モンテカルロ法、効率的なマスター方程式、あるいは効率的なフィルタ関数形式を用いてノイズの影響を計算し、自動相関ノイズの調査と緩和を可能にする。 また、有限帯域効果や非線形伝達関数、駆動依存ノイズを含む制御エレクトロニクスの限界を考慮することができる。 解析結果に基づいて勾配の計算を行い、制御パルスの効率的な最適化を容易にする。 ソフトウェアはQuTipと簡単にインターフェースでき、オープンソースライセンスで公開されており、十分にテストされており、詳細なドキュメントが特徴である。

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