論文の概要: Control landscape of measurement-assisted transition probability for a three-level quantum system with dynamical symmetry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.07450v1
• Date: Fri, 14 Jul 2023 16:12:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-17 13:13:28.038472
• Title: Control landscape of measurement-assisted transition probability for a three-level quantum system with dynamical symmetry
• Title（参考訳）: 動的対称性を有する3レベル量子システムの計測支援遷移確率の制御景観
• Authors: Maria Elovenkova and Alexander Pechen
• Abstract要約: 力学対称性を持つ量子系は、コヒーレント制御の下で保存される量を保存する。 非コヒーレント制御は、最大到達可能な遷移確率を高めることができる。 すべての臨界点は、大域的最大値、大域的最小値、サドル点、第二次トラップである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 77.34726150561087
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum systems with dynamical symmetries have conserved quantities which are preserved under coherent controls. Therefore such systems can not be completely controlled by means of only coherent control. In particular, for such systems maximal transition probability between some pair of states over all coherent controls can be less than one. However, incoherent control can break this dynamical symmetry and increase the maximal attainable transition probability. Simplest example of such situation occurs in a three-level quantum system with dynamical symmetry, for which maximal probability of transition between the ground and the intermediate state by only coherent control is $1/2$, and by coherent control assisted by incoherent control implemented by non-selective measurement of the ground state is about $0.687$, as was previously analytically computed. In this work we study and completely characterize all critical points of the kinematic quantum control landscape for this measurement-assisted transition probability, which is considered as a function of the kinematic control parameters (Euler angles). This used in this work measurement-driven control is different both from quantum feedback and Zeno-type control. We show that all critical points are global maxima, global minima, saddle points and second order traps. For comparison, we study the transition probability between the ground and highest excited state, as well as the case when both these transition probabilities are assisted by incoherent control implemented by measurement of the intermediate state.
• Abstract（参考訳）: 力学対称性を持つ量子系は、コヒーレント制御下で保存される量を持つ。 したがって、このようなシステムはコヒーレント制御のみで完全に制御することはできない。 特に、そのような系では、全てのコヒーレント制御に対する状態のペア間の極大遷移確率は1より小さい。 しかし、非コヒーレント制御はこの力学対称性を破り、最大到達可能な遷移確率を高めることができる。 そのような状況の最も単純な例は、動的対称性を持つ3段階の量子システムであり、コヒーレント制御のみによる基底と中間状態の遷移の最大確率は1/2$であり、コヒーレント制御は、以前に解析的に計算されたように、基底状態の非選択的測定によって実施される非コヒーレント制御によって支援される。 本研究では,キネマティック制御パラメータ(オイラー角)の関数と見なされるこの測定支援遷移確率について,キネマティック量子制御の全ての臨界点を研究し,完全に特徴付けする。 この研究で使われる測定駆動制御は、量子フィードバックとゼノタイプの制御の両方とは異なる。 すべての臨界点は、大域最大値、大域最小値、サドル点、第二次トラップである。 比較のために, 接地状態と最高励起状態の遷移確率と, これらの遷移確率が, 中間状態の測定により実現される非一貫性制御によって支援される場合について検討した。

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