論文の概要: Multiple Classical Noise Mitigation by Multiobjective Robust Quantum
Optimal Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00298v1
- Date: Fri, 1 Mar 2024 05:52:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-05 18:06:50.418082
- Title: Multiple Classical Noise Mitigation by Multiobjective Robust Quantum
Optimal Control
- Title（参考訳）: 多目的ロバスト量子最適制御による複数古典雑音低減
- Authors: Bowen Shao, Xiaodong Yang, Ran Liu, Yue Zhai, Dawei Lu, Tao Xin, and
Jun Li
- Abstract要約: 我々は、複数のノイズに同時に抵抗するスムーズでロバストなパルスを、頑健な最適制御で見つけることができることを示した。
この手法は、現在の雑音量子コンピューティングデバイスに広く応用される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.426725800799006
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-quality control is a fundamental requirement for quantum computation,
but practically it is often hampered by the presence of various types of
noises, which can be static or time-dependent. In many realistic scenarios,
multiple noise sources coexist, and their resulting noise effects need be
corrected to a sufficient order, posing significant challenges for the design
of effective robust control methods. Here, we explore the method of robust
quantum optimal control to generally tackle the problem of resisting multiple
noises from a complicated noise environment. Specifically, we confine our
analysis to unitary noises that can be described by classical noise models.
This method employs a gradient-based multiobjective optimization algorithm to
maximize the control figure of merit, and meanwhile to minimize the
perturbative effects of the noises that are allowed for. To verify its
effectiveness, we apply this method to a number of examples, including roubust
entangling gate in trapped ion system and robust controlled-Z gate in
superconducting qubits, under commonly encountered static and time-dependent
noises. Our simulation results reveal that robust optimal control can find
smooth, robust pulses that can simultaneously resist several noises and thus
achieve high-fidelity gates. Therefore, we expect that this method will find
wide applications on current noisy quantum computing devices.
- Abstract（参考訳）: 高品質な制御は量子計算の基本的な要件であるが、実際には静的または時間依存の様々なノイズの存在によって妨げられることが多い。
多くの現実的なシナリオでは、複数のノイズ源が共存し、結果として生じるノイズ効果を十分な順序で修正する必要がある。
本稿では,複雑な雑音環境から複数の雑音に抵抗する問題を一般に解決するために,ロバストな量子最適制御法を検討する。
具体的には、古典的ノイズモデルによって記述できるユニタリノイズに分析を限定する。
本手法は,利点の制御係数を最大化し,一方,許容される雑音の摂動効果を最小限に抑えるために,勾配に基づく多目的最適化アルゴリズムを用いる。
本手法の有効性を検証するために,固体イオン系におけるルーバスト絡みゲート,超伝導量子ビットにおけるロバスト制御zゲートなど,静的・時間依存ノイズに遭遇する多くの例に適用する。
シミュレーションの結果,頑健な最適制御は,複数のノイズに同時に抵抗し,高忠実度ゲートを実現するスムーズでロバストなパルスを見つけることができることがわかった。
そこで本手法は,現在の雑音量子コンピューティングデバイスに広く応用されることが期待できる。
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