論文の概要: Linear quantum systems: a tutorial

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.04080v2
• Date: Wed, 25 May 2022 14:41:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-13 20:50:17.410687
• Title: Linear quantum systems: a tutorial
• Title（参考訳）: 線形量子システム:チュートリアル
• Authors: Guofeng Zhang and Zhiyuan Dong
• Abstract要約: 本チュートリアルでは,線形量子制御システムの簡単な紹介を行う。 量子カルマンフィルタは、量子線型系に対して提示される。 単一および多光子状態は量子情報技術の有用な資源であるため、これらの入力に対する量子線形系の応答を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.83114308547142
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The purpose of this tutorial is to give a brief introduction to linear quantum control systems. The mathematical model of linear quantum control systems is presented first, then some fundamental control-theoretic notions such as stability, controllability and observability are given, which are closely related to several important concepts in quantum information science such as decoherence-free subsystems, quantum non-demolition variables, and back-action evasion measurements. After that, quantum Gaussian states are introduced, in particular, an information-theoretic uncertainty relation is presented which often gives a better bound for mixed Gaussian states than the well-known Heisenberg uncertainty relation. The quantum Kalman filter is presented for quantum linear systems, which is the quantum analogy of the Kalman filter for classical (namely, non-quantum-mechanical) linear systems. The quantum Kalman canonical decomposition for quantum linear systems is recorded, and its application is illustrated by means of a recent experiment. As single- and multi-photon states are useful resources in quantum information technology, the response of quantum linear systems to these types of input is presented. Finally, coherent feedback control of quantum linear systems is briefly introduced, and a recent experiment is used to demonstrate the effectiveness of quantum linear systems and networks theory.dback control of quantum linear systems is briefly introduced, and a recent experiment is used to demonstrate the effectiveness of quantum linear systems and networks theory.
• Abstract（参考訳）: 本チュートリアルの目的は,線形量子制御システムについて簡単な紹介を行うことである。 線形量子制御系の数学的モデルはまず提示され、次に安定性、制御可能性、可観測性といった基本的な制御理論的な概念が与えられ、デコヒーレンスフリーサブシステム、量子非分解変数、バックアクション回避測定といった量子情報科学におけるいくつかの重要な概念と密接に関連している。 その後、量子ガウス状態、特に情報理論上の不確実性関係が提示され、よく知られたハイゼンベルクの不確実性関係よりも混合ガウス状態に対するより良い境界を与える。 量子カルマンフィルタ(英: quantum kalman filter)は、古典的(すなわち非量子力学的)線型系に対するカルマンフィルタの量子アナロジーである。 量子線型系に対する量子カルマン標準分解が記録され、その応用は最近の実験によって示されている。 単一および多光子状態は量子情報技術において有用な資源であるため、これらの入力に対する量子線形系の応答を示す。 最後に、量子線形系のコヒーレントフィードバック制御を短時間導入し、量子線形システムとネットワーク理論の有効性を実証する最近の実験を行い、量子線形システムのドバック制御を短時間導入し、量子線形システムとネットワーク理論の有効性を実証する最近の実験を行った。

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