論文の概要: Nondeterministic efficient cooling with a near-unit probability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.01888v1
• Date: Thu, 5 Jan 2023 03:27:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-08 21:50:37.039947
• Title: Nondeterministic efficient cooling with a near-unit probability
• Title（参考訳）: 近接単位確率をもつ非決定論的効率的な冷却
• Authors: Jia-shun Yan and Jun Jing
• Abstract要約: 条件および非条件の測定における人口移動機構を利用する。 本稿では,共振器をその基底状態まで冷却する2段階の量子ビット支援プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nondeterministic measurement-based cooling is remarkable in the average-population-reduction rate but suffers from a limited success probability of finding the target system in the ground state. In this work, we exploit the population-transfer mechanisms of both conditional and unconditional measurements and propose a two-step qubit-assisted protocol allowing to cool a resonator down to its ground state with a near-unit probability. In the first step, the unconditional measurements on the ancillary qubit are utilized to reshape the target resonator from a thermal state to a reserved Fock state. The measurement sequence is optimized by reinforcement learning for a maximum fidelity. In the second step, the population transfer between neighboring Fock states can be faithfully realized by the conditional measurements on the qubit. The population over the reserved state is then transferred in a step-by-step way toward the resonator's ground state with a near-unit fidelity. Intrinsic nondeterminacy of the projection-based manipulation is effectively inhibited by optimizing the measurement time-spacing. Through our protocol with dozens of measurements, the initial thermal average occupation can be reduced by five orders in magnitude with a success probability over 95%.
• Abstract（参考訳）: 非決定論的測定に基づく冷却は平均人口減少率において顕著であるが、基底状態における目標系の発見の成功確率は限られている。 本研究では,条件と非条件の測定の両方の集団移動機構を利用して,共振器を基底状態まで冷却する2段階の量子ビット支援プロトコルを提案する。 第1ステップでは、アシラリー量子ビットの無条件測定を用いて、ターゲット共振器を熱状態から保留フォック状態に再形成する。 測定シーケンスは、最大忠実度を求める強化学習により最適化される。 2番目のステップでは、隣接するフォック状態間の人口移動は、キュービット上の条件測定によって忠実に実現できる。 留置された状態の人口は、ほぼ単位の忠実さで共振器の基底状態に向かって段階的に移動される。 計測時間の最適化により、プロジェクションベース操作の本質的な非決定性を効果的に抑制する。 十数回の観測により,初期熱平均占有量は5桁程度に減少し,95%以上の確率で達成できることがわかった。

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