論文の概要: Non-unitary versus unitary optimization in the control of open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.03114v2
• Date: Tue, 13 Jun 2023 17:24:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-14 18:32:49.923296
• Title: Non-unitary versus unitary optimization in the control of open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系の制御における非ユニタリ対ユニタリ最適化
• Authors: Marllos E. Fonseca, Felipe F. Fanchini, Emanuel F. de Lima, and Leonardo K. Castelano
• Abstract要約: 開量子系におけるKrotov法の性能(非単項最適化)と閉量子系におけるKrotov法の性能(単項最適化)を比較する。 この結果から,オープン量子システムにおける量子ゲート実装のベストプラクティスとして,ユニタリ最適化が最良であることが示唆された。
• 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: In this work, we compare the performance of the Krotov method for open quantum systems (non-unitary optimization) with the Krotov method for closed quantum systems (unitary optimization) in finding optimal controls aimed at manipulating qubits and qutrits in the presence of the environment. In the case of unitary optimization, the Krotov method is applied to quantum system neglecting its interaction with the environment, afterwards the resulting controls are used to manipulate the system along with the eviromental noise. We consider two distinct control problems: target-state preparation from a given initial state and quantum gate implementation. For the state preparation, we {have found that the performance of the controls obtained from the non-unitary optimization outperform that of the controls obtained from the unitary optimization}. {However, in the case of the implementation of quantum gates, we have found that the optimal controls obtained from the unitary evolution exhibit a mean fidelity similar to that obtained from the non-unitary evolution. Since unitary optimization does not depend on decay rates nor on specific kinds of noise, besides being less computationally demanding, our results suggest that the best current practice to implement quantum gates in open quantum systems is to employ unitary optimization.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,開量子システムにおけるkrotov法の性能と閉量子システムにおけるkrotov法(ユニタリ最適化)との比較を行い,クビットやクトリットを環境下で操作するための最適制御について検討した。 ユニタリ最適化の場合、krotov法は、環境との相互作用を無視する量子システムに適用され、その後、環境ノイズとともにシステムを操作するために制御が使用される。 我々は、与えられた初期状態からの目標状態の準備と量子ゲートの実装の2つの異なる制御問題を考える。 状態準備のために、[ have ] は、非ユニタリ最適化から得られる制御の性能が、ユニタリ最適化から得られる制御よりも優れていることを見出した。 しかし、量子ゲートの実装の場合、ユニタリ進化から得られる最適制御は、非ユニタリ進化から得られるものと同様の平均忠実性を示すことが判明した。 ユニタリ最適化は減衰率や特定のノイズには依存しないため、計算量が少なくなるため、オープン量子システムにおいて量子ゲートを実装するための現在のベストプラクティスはユニタリ最適化を採用することであることが示唆された。

関連論文リスト

• Optimal control in large open quantum systems: the case of transmon readout and reset [44.99833362998488]
  本稿では, 随伴状態法と逆時間バックプロパゲーションを組み合わせることで, 極めて大規模なオープンシステム量子制御問題を解く枠組みを提案する。 超伝導量子ビットにおける2つの本質的に散逸する演算を最適化するために、この枠組みを適用した。 システムパラメータの固定化により,制御パルスの形状は両操作の忠実度と持続時間において2倍の改善が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-21T18:12:51Z)
• GRAPE optimization for open quantum systems with time-dependent decoherence rates driven by coherent and incoherent controls [77.34726150561087]
  グラディエントアセンセントパルス工学(GRAPE)法は量子制御の最適化に広く用いられている。 我々は、コヒーレント制御と非コヒーレント制御の両方によって駆動されるオープン量子系の目的関数を最適化するために、GRAPE法を採用する。 状態-状態遷移問題に対する数値シミュレーションによりアルゴリズムの効率を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-17T13:37:18Z)
• Optimal State Manipulation for a Two-Qubit System Driven by Coherent and Incoherent Controls [77.34726150561087]
  2量子ビット量子系の最適制御には状態準備が重要である。 物理的に異なる2つのコヒーレント制御を利用し、ヒルベルト・シュミット目標密度行列を最適化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-03T10:22:35Z)
• Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
  我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。 我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z)
• Quantum Optimal Control via Semi-Automatic Differentiation [0.0]
  我々は、勾配に基づく量子最適制御法と自動微分を組み合わせたフレームワークを開発する。 このアプローチは、事実上計算可能な関数を最適化することを可能にする。 超伝導量子ビット上での完全絡み合う量子ゲートの最適化にセミオートマチックな微分を用いることを図示し、ベンチマークする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-27T16:40:00Z)
• On optimization of coherent and incoherent controls for two-level quantum systems [77.34726150561087]
  本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。 閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。 開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z)
• A Quantum Optimal Control Problem with State Constrained Preserving Coherence [68.8204255655161]
  非単体脱コヒーレンスチャネルを特徴とするマルコフ脱コヒーレンスを受ける3レベル$Lambda$型原子を考える。 我々は、デコヒーレンスレベルが予め定義された境界内にある状態制約で量子最適制御問題を定式化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-24T21:31:34Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。