論文の概要: Measurement-based Feedback Control of a Quantum System in a Harmonic
Potential
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12292v1
- Date: Fri, 23 Dec 2022 12:47:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 05:08:55.100420
- Title: Measurement-based Feedback Control of a Quantum System in a Harmonic
Potential
- Title（参考訳）: 調和ポテンシャルを用いた量子系の計測に基づくフィードバック制御
- Authors: Amy Rouillard, Anirudh Reddy, Humairah Bassa, Shamik Maharaj, Lajos
Diosi and Thomas Konrad
- Abstract要約: 1つの空間次元における1つの量子粒子の測定に基づくフィードバック制御の定式化について述べる。
フィードバックマスター方程式を導出し、任意のポテンシャルに対する定常解を計算するための一般的なアプローチについて議論する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a formulation of measurement-based feedback control of a single
quantum particle in one spatial dimension. An arbitrary linear combination of
the position and momentum of the particle is continuously monitored, and
feedback proportional to the measured signal is used to control the system. We
derive a feedback master equation and discuss a general approach to computing
the steady-state solutions for arbitrary potentials. For a quantum harmonic
oscillator or a free particle, we show that it is possible to cool and confine
the system using feedback that simultaneously damps the measured observable and
its conjugate momentum, as well as compensates for noise introduced by the
measurement. In addition, we demonstrate that appropriate feedback adds a
quadratic term in the measured observable to the Hamiltonian of the system. For
the particular case of the harmonic potential, we describe the exact dynamics
of the system that can be cooled to the ground state. Moreover, we provide an
argument for the possibility to cool systems with arbitrary potentials provided
that the measurement is strong enough to localise the particle on an interval
smaller than the characteristic length scale of the potential.
- Abstract（参考訳）: 1つの空間次元における1つの量子粒子の測定に基づくフィードバック制御の定式化を提案する。
粒子の位置と運動量の任意の線形結合を連続的に監視し、測定信号に比例したフィードバックを用いてシステムを制御する。
我々は、フィードバックマスター方程式を導出し、任意のポテンシャルに対する定常解を計算する一般的なアプローチについて論じる。
量子高調波発振器や自由粒子では、測定された観測量とその共役運動量を同時に減衰させるフィードバックと、測定によって引き起こされるノイズの補償を用いて、システムを冷却して定義することが可能であることを示す。
さらに,システムのハミルトニアンに対して観測可能な観測値に,適切なフィードバックが二次項を付加することを示す。
調和ポテンシャルの特別な場合については、基底状態まで冷却できる系の厳密なダイナミクスを記述する。
さらに, 任意のポテンシャルを持つ系を冷却する可能性について, 粒子が電位の特性長さスケールよりも小さい間隔で局在するのに十分な強度であることから議論する。
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