論文の概要: Gate-set evaluation metrics for closed-loop optimal control on nitrogen-vacancy center ensembles in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00616v1
• Date: Fri, 1 Mar 2024 15:42:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-05 16:56:06.530016
• Title: Gate-set evaluation metrics for closed-loop optimal control on nitrogen-vacancy center ensembles in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空洞中心アンサンブルの閉ループ最適制御のためのゲートセット評価指標
• Authors: Philipp J. Vetter, Thomas Reisser, Maximilian G. Hirsch, Tommaso Calarco, Felix Motzoi, Fedor Jelezko and Matthias M. M\"uller
• Abstract要約: アプリケーション指向の方法で量子最適制御を適用する方法を示す。 ダイヤモンド中の窒素空孔中心のマクロなアンサンブルをテストベッドとして使用する。 本研究は,これらの対策とゲートセット性能を大幅に向上させる方法について,相対的なトレードオフを示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A recurring challenge in quantum science and technology is the precise control of their underlying dynamics that lead to the desired quantum operations, often described by a set of quantum gates. These gates can be subject to application-specific errors, leading to a dependence of their controls on the chosen circuit, the quality measure and the gate-set itself. A natural solution would be to apply quantum optimal control in an application-oriented fashion. In turn, this requires the definition of a meaningful measure of the contextual gate-set performance. Therefore, we explore and compare the applicability of quantum process tomography, linear inversion gate-set tomography, randomized linear gate-set tomography, and randomized benchmarking as measures for closed-loop quantum optimal control experiments, using a macroscopic ensemble of nitrogen-vacancy centers in diamond as a test-bed. Our work demonstrates the relative trade-offs between those measures and how to significantly enhance the gate-set performance, leading to an improvement across all investigated methods.
• Abstract（参考訳）: 量子科学と技術における繰り返し発生する課題は、所望の量子演算に繋がる基礎となる力学の正確な制御であり、しばしば量子ゲートのセットによって記述される。 これらのゲートはアプリケーション固有のエラーの対象となり、選択された回路、品質指標、ゲートセット自体への制御に依存する。 自然な解決策は、アプリケーション指向の方法で量子最適制御を適用することである。 逆に、コンテキストゲートセットのパフォーマンスの有意義な尺度を定義する必要がある。 そこで我々は,ダイヤモンド中の窒素空孔中心のマクロアンサンブルを用いて,量子プロセストモグラフィ,線形逆ゲートセットトモグラフィ,ランダム化線形ゲートセットトモグラフィ,ランダム化ベンチマークの適用性をクローズドループ量子最適制御実験の尺度として検討し,比較した。 本研究は,これらの対策の相対的なトレードオフとゲートセット性能の大幅な向上を実証し,すべての調査方法の改善につながった。

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