論文の概要: Automated Graph-Based Detection of Quantum Control Schemes: Application to Molecular Laser Cooling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.08381v2
• Date: Mon, 03 Feb 2025 18:46:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:53:01.976718
• Title: Automated Graph-Based Detection of Quantum Control Schemes: Application to Molecular Laser Cooling
• Title（参考訳）: 量子制御方式の自動グラフベース検出:分子レーザー冷却への応用
• Authors: Anna Dawid, Niccolò Bigagli, Daniel W. Savin, Sebastian Will,
• Abstract要約: 本稿では, 実現可能なレーザ冷却方式のためのグラフベースの自動探索手法を提案し, 実証する。 この研究の中心的な洞察は、量子状態とそれらの間の遷移をグラフとして再解釈することで、複雑な量子系の新しい量子制御スキームを特定する能力が劇的に向上するということである。 このアプローチはまた、複雑な原子や、実際には内部状態の離散スペクトルを持つ複雑な多体量子系にも適用される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3124513975412255
• License:
• Abstract: One of the demanding frontiers in ultracold quantum science is identifying laser cooling schemes for complex atoms and molecules out of their vast spectra of internal states. Motivated by the prospect of expanding the set of available ultracold molecules for applications in fundamental physics, chemistry, astrochemistry, and quantum simulation, we propose and demonstrate an automated graph-based search approach for viable laser cooling schemes. The method is time efficient, reproduces the results of previous manual searches, and reveals a plethora of new potential laser cooling schemes. We discover laser cooling schemes for YO, C$_2$, OH$^+$, CN, and CO$_2$, including surprising schemes that start from highly excited states or do not rely on a strong main transition. A central insight of this work is that the reinterpretation of quantum states and transitions between them as a graph can dramatically enhance the ability to identify new quantum control schemes for complex quantum systems. As such, this approach will also apply to complex atoms and, in fact, any complex many-body quantum system with a discrete spectrum of internal states.
• Abstract（参考訳）: 超低温量子科学において要求されるフロンティアの1つは、内部状態の広大なスペクトルから複雑な原子や分子のレーザー冷却スキームを特定することである。 基礎物理学, 化学, 天文学, 量子シミュレーションへの応用のために利用可能な超低温分子の集合の拡大を期待して, 実現可能なレーザー冷却スキームのためのグラフベースの自動探索手法を提案し, 実証する。 この方法は時間効率が高く、以前の手動検索の結果を再現し、新しいレーザー冷却方式を多数明らかにする。 YO, C$_2$, OH$^+$, CN, CO$_2$のレーザー冷却スキームは, 高励起状態から始まり, 強い主遷移に依存しない驚くべきスキームを含む。 この研究の中心的な洞察は、量子状態とそれらの間の遷移をグラフとして再解釈することで、複雑な量子系の新しい量子制御スキームを特定する能力が劇的に向上するということである。 そのため、このアプローチは複雑な原子にも適用され、実際、内部状態の離散スペクトルを持つ複雑な多体量子系にも適用される。

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