論文の概要: Introduction to Theoretical and Experimental aspects of Quantum Optimal Control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00532v2
- Date: Fri, 14 Jun 2024 16:00:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-17 18:52:34.246326
- Title: Introduction to Theoretical and Experimental aspects of Quantum Optimal Control
- Title（参考訳）: 量子最適制御の理論的・実験的側面の紹介
- Authors: Q. Ansel, E. Dionis, F. Arrouas, B. Peaudecerf, S. Guérin, D. Guéry-Odelin, D. Sugny,
- Abstract要約: このチュートリアルでは、ポントリャーギンの最大原理に基づいて、この理論の基本要素を紹介する。
古典ラグランジュ力学とハミルトン力学の類似性は、この分野で使われる主な結果を示すために提案されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum optimal control is a set of methods for designing time-varying electromagnetic fields to perform operations in quantum technologies. This tutorial paper introduces the basic elements of this theory based on the Pontryagin maximum principle, in a physicist-friendly way. An analogy with classical Lagrangian and Hamiltonian mechanics is proposed to present the main results used in this field. Emphasis is placed on the different numerical algorithms to solve a quantum optimal control problem. Several examples ranging from the control of two-level quantum systems to that of Bose-Einstein Condensates (BEC) in a one-dimensional optical lattice are studied in detail, using both analytical and numerical methods. Codes based on shooting method and gradient-based algorithms are provided. The connection between optimal processes and the quantum speed limit is also discussed in two-level quantum systems. In the case of BEC, the experimental implementation of optimal control protocols is described, both for two-level and many-level cases, with the current constraints and limitations of such platforms. This presentation is illustrated by the corresponding experimental results.
- Abstract（参考訳）: 量子最適制御(quantum optimal control)は、時間変化電磁場を設計し、量子技術における演算を行うための一連の方法である。
このチュートリアルでは、ポントリャーギンの最大原理に基づく理論の基本要素を物理学者に優しい方法で紹介する。
古典ラグランジュ力学とハミルトン力学の類似性は、この分野で使われる主な結果を示すために提案されている。
量子最適制御問題を解くために、異なる数値アルゴリズムに強調される。
2レベル量子系の制御から1次元光学格子におけるボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)の制御まで、解析的および数値的手法の両方を用いて詳細に研究されている。
撮影方法と勾配に基づくアルゴリズムに基づくコードを提供する。
最適プロセスと量子速度制限との間の関係も、2段階の量子システムで議論されている。
BECの場合、最適制御プロトコルの実験的な実装について述べる。
このプレゼンテーションは、対応する実験結果によって説明される。
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