論文の概要: Efficient control pulses for continuous quantum gate families through
coordinated re-optimization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.01553v3
- Date: Mon, 1 May 2023 23:58:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 17:16:54.325802
- Title: Efficient control pulses for continuous quantum gate families through
coordinated re-optimization
- Title（参考訳）: 座標再最適化による連続量子ゲートファミリーの効率的な制御パルス
- Authors: Jason D. Chadwick and Frederic T. Chong
- Abstract要約: 異なる量子演算に対する最適化制御パルス間の補間は、直ちに高忠実度中間演算をもたらすわけではない。
ゲートファミリのいくつかの参照操作を選択し、これらの操作を実装するパルスを最適化し、その後、パルスを反復的に最適化して、その形状が密接に関連している操作に類似しているように誘導する。
本手法は,任意のゲートパラメータに一般化され,パルス最適化アルゴリズムで容易に利用でき,シミュレーションから実験への変換が向上する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7845912794054337
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a general method to quickly generate high-fidelity control pulses
for any continuously-parameterized set of quantum gates after calibrating a
small number of reference pulses. We find that interpolating between optimized
control pulses for different quantum operations does not immediately yield a
high-fidelity intermediate operation. To solve this problem, we propose a
method to optimize control pulses specifically to provide good interpolations.
We pick several reference operations in the gate family of interest and
optimize pulses that implement these operations, then iteratively re-optimize
the pulses to guide their shapes to be similar for operations that are closely
related. Once this set of reference pulses is calibrated, we can use a
straightforward linear interpolation method to instantly obtain high-fidelity
pulses for arbitrary gates in the continuous operation space.
We demonstrate this procedure on the three-parameter Cartan decomposition of
two-qubit gates to obtain control pulses for any arbitrary two-qubit gate (up
to single-qubit operations) with consistently high fidelity. Compared to
previous neural network approaches, the method is 7.7x more computationally
efficient to calibrate the pulse space for the set of all single-qubit gates.
Our technique generalizes to any number of gate parameters and could easily be
used with advanced pulse optimization algorithms to allow for better
translation from simulation to experiment.
- Abstract（参考訳）: 少数の参照パルスを校正した後,量子ゲートの連続パラメータ集合に対して高速に高忠実度制御パルスを生成する方法を提案する。
異なる量子演算に対する最適化制御パルス間の補間は、直ちに高忠実度中間演算をもたらすわけではない。
そこで本研究では,制御パルスの最適化手法を提案する。
ゲートファミリのいくつかの参照操作を選択し、これらの操作を実装するパルスを最適化し、その後、パルスを反復的に最適化して、その形状が密接に関連する操作に類似するように誘導する。
この参照パルスの集合を校正すると、直線補間法を用いて連続操作空間における任意のゲートに対する高忠実度パルスを瞬時に得ることができる。
本研究では,任意の2量子ゲート(単一ビット動作まで)の制御パルスを得るために,2量子ゲートの3パラメータカルタン分解を行った。
従来のニューラルネットワークのアプローチと比較して、単一のキュービットゲート全体のパルス空間を校正する計算効率は7.7倍高い。
本手法は,任意のゲートパラメータに一般化され,パルス最適化アルゴリズムで容易に利用でき,シミュレーションから実験への変換が向上する。
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