論文の概要: A practical approach to determine minimal quantum gate durations using
amplitude-bounded quantum controls
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13168v2
- Date: Wed, 8 Nov 2023 20:22:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-11-10 17:59:38.665796
- Title: A practical approach to determine minimal quantum gate durations using
amplitude-bounded quantum controls
- Title（参考訳）: 振幅有界量子制御を用いた最小量子ゲート持続時間決定法
- Authors: Stefanie G\"unther and N. Anders Petersson
- Abstract要約: 量子ゲートが実現可能な最小期間を推定する反復的スキームを提案する。
提案手法は、基礎となるシステムに依存せず、ハミルトンモデルとターゲットのユニタリゲート操作を制御する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We present an iterative scheme to estimate the minimal duration in which a
quantum gate can be realized while satisfying hardware constraints on the
control pulse amplitudes. The scheme performs a sequence of unconstrained
numerical optimal control cycles that each minimize the gate fidelity for a
given gate duration alongside an additional penalty term for the control pulse
amplitudes. After each cycle, the gate duration is adjusted based on the
inverse of the resulting maximum control pulse amplitudes, by re-scaling the
dynamics to a new duration where control pulses satisfy the amplitude
constraints. Those scaled controls then serve as an initial guess for the next
unconstrained optimal control cycle, using the adjusted gate duration. We
provide multiple numerical examples that each demonstrate fast convergence of
the scheme towards a gate duration that is close to the quantum speed limit,
given the control pulse amplitude bound. The proposed technique is agnostic to
the underlying system and control Hamiltonian models, as well as the target
unitary gate operation, making the time-scaling iteration an easy to implement
and practically useful scheme for reducing the durations of quantum gate
operations.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,制御パルス振幅のハードウェア制約を満たすとともに,量子ゲートを実現する最小期間を推定する反復方式を提案する。
このスキームは、制御パルス振幅に対する追加のペナルティ項とともに、所定のゲート持続時間におけるゲート忠実度を最小化する、制約のない最適制御サイクルのシーケンスを実行する。
各サイクルの後に、制御パルスが振幅制約を満たす新しい期間にダイナミクスを再スケーリングすることにより、結果の最大制御パルス振幅の逆に基づいてゲート持続時間を調整する。
これらのスケールした制御は、調整されたゲート時間を用いて、次の制約のない最適制御サイクルの初期推定として機能する。
我々は,制御パルス振幅境界を仮定して,量子速度限界に近いゲート持続時間へのスキームの高速収束を示す複数の数値例を示す。
提案手法は基礎となるシステムや制御ハミルトニアンモデル、およびターゲットのユニタリゲート操作と無関係であり、時間スケールの反復は、量子ゲート演算の持続時間を削減するための実装が容易で実用的なスキームである。
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