論文の概要: Binary Quantum Control Optimization with Uncertain Hamiltonians
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10120v1
- Date: Thu, 18 Jan 2024 16:51:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-19 16:01:14.675664
- Title: Binary Quantum Control Optimization with Uncertain Hamiltonians
- Title（参考訳）: 不確かさを持つハミルトニアンのバイナリ量子制御最適化
- Authors: Xinyu Fei and Lucas T. Brady and Jeffrey Larson and Sven Leyffer and
Siqian Shen
- Abstract要約: 予測可能な不確実性を持つハミルトン派を含む二項最適量子制御問題の離散最適化式を考える。
リスクニュートラルとリスクアバースによるコントロールポリシの測定の両方を最適化する,サンプルベースのリフレクションを提案する。
本研究では, 決定論的モデルの制御に比べて, モデルによる制御により, 品質と堅牢性が著しく向上することが実証された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.194844657284146
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optimizing the controls of quantum systems plays a crucial role in advancing
quantum technologies. The time-varying noises in quantum systems and the
widespread use of inhomogeneous quantum ensembles raise the need for
high-quality quantum controls under uncertainties. In this paper, we consider a
stochastic discrete optimization formulation of a binary optimal quantum
control problem involving Hamiltonians with predictable uncertainties. We
propose a sample-based reformulation that optimizes both risk-neutral and
risk-averse measurements of control policies, and solve these with two
gradient-based algorithms using sum-up-rounding approaches. Furthermore, we
discuss the differentiability of the objective function and prove upper bounds
of the gaps between the optimal solutions to binary control problems and their
continuous relaxations. We conduct numerical studies on various sized problem
instances based of two applications of quantum pulse optimization; we evaluate
different strategies to mitigate the impact of uncertainties in quantum
systems. We demonstrate that the controls of our stochastic optimization model
achieve significantly higher quality and robustness compared to the controls of
a deterministic model.
- Abstract（参考訳）: 量子システムの制御の最適化は、量子技術の進歩において重要な役割を果たす。
量子系における時変ノイズと不均一量子アンサンブルの広範な使用は、不確実性の下で高品質な量子制御の必要性を増大させる。
本稿では,予測可能な不確実性を持つハミルトン系を含む二元最適量子制御問題の確率的離散最適化を定式化する。
本稿では,リスクニュートラルとリスクアバースの両制御ポリシを最適化したサンプルベース改質法を提案する。
さらに,目的関数の微分可能性について議論し,二元制御問題に対する最適解と連続緩和との間のギャップの上限を証明した。
量子パルス最適化の2つの応用に基づいて、様々な問題インスタンスについて数値的研究を行い、量子システムにおける不確実性の影響を緩和するための異なる戦略を評価した。
確率最適化モデルの制御は, 決定論的モデルの制御と比較して, 極めて高い品質と頑健性が得られることを示す。
関連論文リスト
- Optimal Control of Bipartite Quantum Systems [0.0]
高速局所ユニタリ制御を受ける閉二部量子系について検討した。
極端に絡み合った状態と積状態の時間-最適生成に特に焦点が当てられる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-30T13:18:17Z) - Bayesian Parameterized Quantum Circuit Optimization (BPQCO): A task and hardware-dependent approach [49.89480853499917]
変分量子アルゴリズム(VQA)は、最適化と機械学習問題を解決するための有望な量子代替手段として登場した。
本稿では,回路設計が2つの分類問題に対して得られる性能に与える影響を実験的に示す。
また、実量子コンピュータのシミュレーションにおいて、ノイズの存在下で得られた回路の劣化について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-17T11:00:12Z) - Quantum hypothesis testing via robust quantum control [8.087946804627284]
信号雑音の範囲に最適化されたロバスト制御手法を導入し, 既定耐久窓を超える優れたロバスト性を示す。
平均的に、最適制御とロバスト制御は、様々なデファス化や崩壊率に対する制御されていないスキームよりも改善されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-11T16:19:41Z) - Optimal State Manipulation for a Two-Qubit System Driven by Coherent and
Incoherent Controls [77.34726150561087]
2量子ビット量子系の最適制御には状態準備が重要である。
物理的に異なる2つのコヒーレント制御を利用し、ヒルベルト・シュミット目標密度行列を最適化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-03T10:22:35Z) - Optimal control for state preparation in two-qubit open quantum systems
driven by coherent and incoherent controls via GRAPE approach [77.34726150561087]
我々は、コヒーレントかつ非コヒーレントな時間依存制御によって駆動される2つの量子ビットのモデルを考える。
系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
最適化制御の下で, フォン・ノイマンエントロピー, 純度, および1ビット還元密度行列の進化について検討した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-04T15:20:18Z) - On optimization of coherent and incoherent controls for two-level
quantum systems [77.34726150561087]
本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。
閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。
開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Numerical estimation of reachable and controllability sets for a
two-level open quantum system driven by coherent and incoherent controls [77.34726150561087]
この記事では、ゴリーニ-コサコフスキー--リンドブラッド--スダルシャンマスター方程式によって支配される2段階の開量子系を考える。
系の密度行列のブロッホパラメトリゼーションを用いて解析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-18T14:23:29Z) - Robust Control of Quantum Dynamics under Input and Parameter Uncertainty [0.0]
工学的な量子系は、磁場とハミルトンパラメータに関連するノイズや不確実性のため、依然として困難である。
我々は、量子制御ロバストネス解析法を様々な量子観測器、ゲート、そのモーメントに拡張し、一般化する。
進化的オープンループ(モデルベース)および閉ループ(モデルフリー)アプローチによるロバスト制御を実現するためのフレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-23T17:28:21Z) - Noise-Robust End-to-End Quantum Control using Deep Autoregressive Policy
Networks [2.5946789143276447]
変分量子固有解法は、量子コンピューティングデバイスの使用を可能にするため、近年注目を集めている。
不確実性のある方法で連続的および離散的な自由度を同時に最適化できるハイブリッドポリシグラデーショングラデーションアルゴリズムを提案する。
我々の研究は、強化学習と量子制御の相乗効果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-12T02:13:28Z) - Quantum Optimal Control via Magnus Expansion and Non-Commutative
Polynomial Optimization [6.1678491628787455]
第1回を世界各国で開催する。
量子最適制御の方法です
その結果、最初のグローバルな目的は非可換幾何学である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-17T18:28:00Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。