論文の概要: Quantum state engineering by steering in the presence of errors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.16329v3
- Date: Sat, 30 Dec 2023 18:57:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-03 02:43:27.613415
- Title: Quantum state engineering by steering in the presence of errors
- Title（参考訳）: 誤差の存在下でのステアリングによる量子状態工学
- Authors: E. Medina-Guerra, Parveen Kumar, I. V. Gornyi, and Yuval Gefen
- Abstract要約: 計測に基づく状態工学プロトコルのクラスについて検討する。
このプロトコルは, システム-検出器結合パラメータの誤った選択に対して, 完全に堅牢であることを示す。
また、古典的な期待値と、乗法的白色雑音を持つハミルトン指数の時間順序作用素との可換性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2642388972233845
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum state engineering plays a vital role in various applications in the
field of quantum information. Different strategies, including
drive-and-dissipation, adiabatic cooling, and measurement-based steering, have
been proposed in the past for state generation and manipulation, each with its
upsides and downsides. Here, we address a class of measurement-based state
engineering protocols where a sequence of generalized measurements is employed
to steer a quantum system toward a desired target state. Previously studied
measurement-based protocols relied on idealized procedures and avoided
exploration of the effects of various errors stemming from imperfections of
experimental realizations and external noise. We employ the quantum trajectory
formalism to provide a detailed analysis of the robustness of these steering
protocols against various errors. We study a set of errors that can be
classified as dynamic or static, depending on whether they remain unchanged
while running the protocol. More specifically, we investigate the impact of
erroneous choice of system-detector coupling, re-initialization of the detector
state following a measurement step, fluctuating steering directions, and
environmentally induced errors in the system-detector interaction. We show that
the protocol remains fully robust against the erroneous choice of
system-detector coupling parameters and presents reasonable robustness against
other errors. We employ various quantifiers such as fidelity, trace distance,
and linear entropy to characterize the protocol's robustness and provide
analytical results. Subsequently, we demonstrate the commutation between the
classical expectation value and the time-ordering operator of the exponential
of a Hamiltonian with multiplicative white noise, as well as the commutation of
the expectation value and the partial trace with respect to detector outcomes.
- Abstract（参考訳）: 量子状態工学は、量子情報分野における様々な応用において重要な役割を果たす。
運転・散逸、断熱冷却、測定に基づくステアリングなど、異なる戦略が過去に提案されており、それぞれが上向きと下向きで、状態生成と操作のために提案されてきた。
本稿では,量子システムを目的とする状態に向けて制御するために,一般化された測定のシーケンスを用いる計測ベースの状態工学プロトコルのクラスについて述べる。
従来、測定ベースのプロトコルは理想的な手順に依存しており、実験的な実現と外部ノイズの不完全性から生じる様々なエラーの影響の探索を避けていた。
我々は,これらのステアリングプロトコルの各種誤差に対するロバスト性に関する詳細な解析を行うために,量子軌道形式を用いる。
プロトコルの実行中に変更が残らないかによって、動的または静的に分類できる一連のエラーについて検討する。
具体的には, システム-検出器結合の誤選択, 測定ステップ後の検出器状態の再初期化, 操舵方向の変動, システム-検出器相互作用における環境負荷の影響について検討する。
このプロトコルは,システム検出器結合パラメータの誤選択に対して完全に堅牢であり,他の誤りに対して合理的な頑健性を示す。
我々は,プロトコルのロバスト性を特徴づけ,解析結果を提供するために,忠実度,トレース距離,線形エントロピーなどの様々な量化器を用いる。
その後,乗算ホワイトノイズを持つハミルトニアンの指数関数の古典的期待値と時間順序演算子の交換と,検出結果に対する期待値と部分的トレースの交換を実演する。
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