論文の概要: Optimal control for maximally creating and maintaining a superposition
state of a two-level system under the influence of Markovian decoherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.07062v2
- Date: Wed, 21 Sep 2022 21:32:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 12:20:35.596629
- Title: Optimal control for maximally creating and maintaining a superposition
state of a two-level system under the influence of Markovian decoherence
- Title（参考訳）: マルコフデコヒーレンスの影響下での2レベル系の重ね合わせ状態の最大生成と維持のための最適制御
- Authors: Yukiyoshi Ohtsuki, Suicho Mikami, Toru Ajiki and David J. Tannor
- Abstract要約: マルコフのデコヒーレンスの影響を受け、2レベルモデルシステム(qubit)を数値的に研究する。
最適なパルスは、デファス化、人口減少、パルス流速、制御期間の値を体系的に変化させながら、数値的に設計する。
デコヒーレンスによる純度低下は目標期待値の上限に達するが、最適形状のパルスはデコヒーレンスを効果的に扱う。
- 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: Reducing decoherence is an essential step toward realizing general-purpose
quantum computers beyond the present noisy intermediate-scale quantum (NISQ)
computers. To this end, dynamical decoupling (DD) approaches in which external
fields are applied to qubits are often adopted. We numerically study DD using a
two-level model system (qubit) under the influence of Markovian decoherence by
using quantum optimal control theory with slightly modified settings, in which
the physical objective is to maximally create and maintain a specified
superposition state in a specified control period. An optimal pulse is
numerically designed while systematically varying the values of dephasing,
population decay, pulse fluence, and control period as well as using two kinds
of objective functionals. Although the decrease in purity due to the
decoherence gives rise to the upper limit of the target expectation value,
i.e., the saturated value, the optimally shaped pulse effectively deals with
the decoherence by gradually creating the target superposition state to realize
the saturated value as much as possible.
- Abstract（参考訳）: デコヒーレンス低減は、現在のノイズの多い中間スケール量子コンピュータ(nisq)を超えて汎用量子コンピュータを実現するための重要なステップである。
この目的のために、外部フィールドをキュービットに適用する動的デカップリング(DD)アプローチが採用されることが多い。
そこで本研究では, 2段階モデルシステム (qubit) を用いて, 微調整された量子最適制御理論を用いて, 所定の制御周期における所定の重ね合わせ状態の最大生成と維持を目的とし, マルコフのデコヒーレンスの影響下でddを数値的に検討する。
最適パルスは, 2種類の目的関数と同様に, 劣化, 人口減少, パルス流速, 制御期間の値を体系的に変化させながら, 数値的に設計する。
デコヒーレンスによる純度の減少は、目標期待値、すなわち飽和値の上限となるが、最適な形状のパルスは、目標重ね合わせ状態を生成して可能な限り飽和値を実現することでデコヒーレンスを効果的に処理する。
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