論文の概要: Variational method for learning Quantum Channels via Stinespring Dilation on neutral atom systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10593v2
- Date: Thu, 06 Mar 2025 15:47:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-07 15:55:25.259533
- Title: Variational method for learning Quantum Channels via Stinespring Dilation on neutral atom systems
- Title（参考訳）: 中性原子系のスタインスプリングダイレーションによる量子チャネルの変分法
- Authors: L. Y. Visser, R. J. P. T. de Keijzer, O. Tse, S. J. J. M. F. Kokkelmans,
- Abstract要約: 拡張システム上で等価なユニタリ演算を変動的に構成することにより、任意のターゲット量子チャネルを近似する手法を提案する。
また、トレーニングデータによってカバーされた期間を超えて、離散的な時間ステップで量子チャネルを外挿するための実験的に実現可能なアプローチを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Real-world quantum systems interact with their environments, leading to the irreversible dynamics described by the Lindblad equation. Solutions to the Lindblad equation give rise to quantum channels $\Phi_t$ that characterize the evolution of density matrices as $\rho(t) = \Phi_t(\rho_0)$. In many quantum experiments, the observation windows are limited by experimental instability or technological constraints. Nevertheless, extending the evolution of the state beyond this window may be valuable for identifying sources of decoherence and dephasing or determining the steady state of the evolution. In this work, we propose a method to approximate an arbitrary target quantum channel by variationally constructing equivalent unitary operations on an extended system, leveraging the Stinespring dilation theorem. We also present an experimentally feasible approach to extrapolate the quantum channel in discrete time steps beyond the period covered by the training data. Our approach takes advantage of the unique capability of neutral-atom quantum computers to spatially transport entangled qubits, an essential feature for implementing our method. The approach demonstrates significant predictive power for approximating non-trivial quantum channels.
- Abstract（参考訳）: 実世界の量子系は環境と相互作用し、リンドブラッド方程式によって記述される不可逆の力学へと繋がる。
リンドブラッド方程式の解は、密度行列の進化を$\rho(t) = \Phi_t(\rho_0)$と特徴づける量子チャネル$\Phi_t$をもたらす。
多くの量子実験では、観測窓は実験的な不安定性や技術的制約によって制限される。
それでも、この窓を越えて状態の進化を延長することは、デコヒーレンスの原因を特定し、進化の安定した状態を強調したり、決定したりするのに有用である。
本研究では、Stinespringダイレーション定理を利用して、拡張システム上で等価なユニタリ演算を変動的に構築し、任意のターゲット量子チャネルを近似する手法を提案する。
また、トレーニングデータによってカバーされた期間を超えて、離散的な時間ステップで量子チャネルを外挿するための実験的に実現可能なアプローチを提案する。
提案手法は,提案手法の実装に不可欠な,絡み合った量子ビットを空間的に輸送する,中性原子量子コンピュータのユニークな能力を利用する。
このアプローチは、非自明な量子チャネルを近似する大きな予測力を示す。
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