論文の概要: Control landscapes for high-fidelity generation of C-NOT and C-PHASE gates with coherent and environmental driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.14069v1
• Date: Thu, 23 May 2024 00:04:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-24 19:34:41.500164
• Title: Control landscapes for high-fidelity generation of C-NOT and C-PHASE gates with coherent and environmental driving
• Title（参考訳）: コヒーレント・環境駆動によるC-NOTおよびC-PHASEゲートの高忠実化のための制御景観
• Authors: Alexander N. Pechen, Vadim N. Petruhanov, Oleg V. Morzhin, Boris O. Volkov,
• Abstract要約: 環境下でC-Zゲートを詳細に検討した2ビットC-NOTとC-PHASEの高忠実度発生問題について考察する。 本研究では, 忠実度の挙動を制御の関数として記述した量子制御環境について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High fidelity generation of two-qubit gates is important for quantum computation, since such gates are components of popular universal sets of gates. Here we consider the problem of high fidelity generation of two-qubit C-NOT and C-PHASE (with a detailed study of C-Z) gates in presence of the environment. We consider the general situation when qubits are manipulated by coherent and incoherent controls; the latter is used to induce generally time-dependent decoherence rates. For estimating efficiency of optimization methods for high fidelity generation of these gates, we study quantum control landscapes which describe the behaviour of the fidelity as a function of the controls. For this, we generate and analyze the statistical distributions of best objective values obtained by incoherent GRadient Ascent Pulse Engineering (inGRAPE) approach. We also apply inGRAPE and stochastic zero-order method to numerically estimate minimal infidelity values. The results are different from the case of single-qubit gates and indicate a smooth trap-free behaviour of the fidelity.
• Abstract（参考訳）: 2量子ビットゲートの高忠実度生成は量子計算において重要である。 本稿では,環境下でのC-Zゲートを詳細に検討した2量子ビットC-NOTとC-PHASEの高忠実度発生問題について考察する。 量子ビットがコヒーレントかつ非コヒーレントな制御によって操作される場合の一般的な状況を考える。 これらのゲートの高忠実度生成のための最適化手法の効率を推定するために、制御の関数としてその忠実さの挙動を記述する量子制御ランドスケープについて検討する。 そこで我々は,非コヒーレント・グラディエント・アセント・パルス・エンジニアリング(InGRAPE)手法により得られた最適目標値の統計的分布を生成し,解析する。 また,InGRAPEと確率零次法を適用し,最小不忠実度を数値的に推定する。 その結果, 単一量子ゲートの場合と異なり, 平滑なトラップフリー動作を示す。

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