論文の概要: High-fidelity tracking of the evolution of multilevel quantum states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.03552v1
- Date: Sun, 9 Jan 2022 19:23:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 21:43:12.248490
- Title: High-fidelity tracking of the evolution of multilevel quantum states
- Title（参考訳）: 多レベル量子状態の進化の高忠実性追跡
- Authors: Yu.I. Bogdanov, N.A. Bogdanova, Yu.A. Kuznetsov, V.F. Lukichev
- Abstract要約: 量子制御のためのアルゴリズムはローレンツ変換群のスピノル表現を利用する。
適応量子測定の弱い摂動によるフィードバックは、量子システムの高精度な制御を実現することができることを示した。
- 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: The method of quantum tomography, which allows us to track with high accuracy
the evolution of multilevel quantum systems (qudits) in Hilbert spaces of
various dimensions is presented. The developed algorithms for quantum control
are based on the use of the spinor representation of the Lorentz transformation
group. In the simplest case of one-qubit states, it turns out that, in addition
to three-dimensional rotations on the Bloch sphere, one can introduce
four-dimensional Lorentz pseudorotations, similar to the transformations of the
special theory of relativity. We show that feedback through weakly perturbing
adaptive quantum measurements turns out to be capable of providing
high-precision control of the quantum system, while introducing only weak
perturbations into the initial quantum state. It turns out that, together with
the control of a quantum system through its weak perturbation, the developed
algorithms for controlling the evolution of the state of a quantum system can
be super-efficient, providing a higher measurement accuracy than any standard
POVM (Positive-Operator Valued Measure) protocols. The results of the study are
important for the development of optimal adaptive methods for quantum states
and operations controlling. The results obtained are essential for the
development of high-precision control methods for quantum information
technologies.
- Abstract（参考訳）: 様々な次元のヒルベルト空間における多レベル量子系の進化を高精度に追跡できる量子トモグラフィー法が提案されている。
量子制御のために開発されたアルゴリズムは、ローレンツ変換群のスピノル表現を用いている。
1量子ビット状態の最も単純な場合、ブロッホ球面上の3次元回転に加えて、4次元ローレンツ擬回転を導入することができ、これは特殊相対性理論の変換と同様である。
適応量子測定の弱い摂動によるフィードバックは、初期量子状態に弱い摂動のみを導入しながら、量子系の高精度な制御を実現することができることを示した。
量子システムの弱い摂動による制御とともに、量子システムの状態の進化を制御するアルゴリズムは超効率的であり、標準的なPOVM(Positive-Operator Valued Measure)プロトコルよりも高い測定精度が得られることが判明した。
この研究の結果は、量子状態と演算制御のための最適適応法の開発に重要である。
得られた結果は、量子情報技術の高精度制御手法の開発に不可欠である。
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