論文の概要: Robust population transfer of spin states by geometric formalism
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02701v1
- Date: Thu, 5 May 2022 15:14:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 06:10:47.386442
- Title: Robust population transfer of spin states by geometric formalism
- Title（参考訳）: 幾何学的定式化によるスピン状態のロバスト集団移動
- Authors: Kangze Li, Guofu Xu
- Abstract要約: 本稿では、不変量に基づく逆工学と、ロバスト量子制御のための幾何学的定式化を組み合わせた、高速でロバストな人口移動スキームを提案する。
我々のスキームは断熱条件に制約されず、高速に実装できる。
また、スピン系における支配的なノイズを効果的に抑制することができ、高速な特徴とともに、人口移動の精度が保証される。
- 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: Accurate population transfer of uncoupled or weakly coupled spin states is
crucial for many quantum information processing tasks. In this paper, we
propose a fast and robust scheme for population transfer which combines
invariant-based inverse engineering and geometric formalism for robust quantum
control. Our scheme is not constrained by the adiabatic condition and therefore
can be implemented fast. It can also effectively suppress the dominant noise in
spin systems, which together with the fast feature guarantees the accuracy of
the population transfer. Moreover, the control parameters of the driving
Hamiltonian in our scheme are easy to design because they correspond to the
curvature and torsion of a three-dimensional visual space curve derived by
using geometric formalism for robust quantum control. We test the efficiency of
our scheme by numerically simulating the ground-state population transfer in
$^{15}$N nitrogen vacancy centers and comparing our scheme with stimulated
Raman transition, stimulated Raman adiabatic passage and conventional shortcuts
to adiabaticity based schemes, three types of popularly used schemes for
population transfer. The numerical results clearly show that our scheme is
advantageous over these previous ones.
- Abstract（参考訳）: 未結合あるいは弱い結合スピン状態の正確な集団移動は多くの量子情報処理タスクにおいて重要である。
本稿では、不変量に基づく逆工学とロバスト量子制御のための幾何形式を組み合わせた高速で堅牢な人口移動スキームを提案する。
我々のスキームは断熱条件に制約されず、高速に実装できる。
また、スピン系の支配的なノイズを効果的に抑制することができ、速い特徴とともに人口移動の精度が保証される。
さらに, 本手法における駆動ハミルトニアンの制御パラメータは, ロバストな量子制御のために幾何学的形式を用いた3次元視覚空間曲線の曲率とねじれに対応するため, 設計が容易である。
我々は, 地中人口移動の数値シミュレーションを行い, 提案手法を, 刺激されたラマン遷移, 刺激されたラマン断熱通路, 従来のショートカット, 一般的な3種類の人口移動計画と比較することにより, 提案手法の有効性を検証した。
数値的な結果から,提案手法が先行手法よりも有利であることが判明した。
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