論文の概要: The Role of Bases in Quantum Optimal Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20889v2
• Date: Mon, 17 Jun 2024 16:03:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-19 04:08:51.156086
• Title: The Role of Bases in Quantum Optimal Control
• Title（参考訳）: 量子最適制御における基底の役割
• Authors: Alice Pagano, Matthias M Müller, Tommaso Calarco, Simone Montangero, Phila Rembold,
• Abstract要約: 量子最適制御(QOC)は、パルスレベルで問題に取り組むことで量子技術の進歩を支援する。 応用基底の選択が最適化の品質に影響を及ぼすかどうかを問うため、基底関数の観点から異なるパラメトリを考察する。 問題依存に基づく基本選択はQOC効率に影響を及ぼす要因であり、そのアプローチに対するアドバイスを提供すると結論付けている。
• 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: Quantum Optimal Control (QOC) supports the advance of quantum technologies by tackling its problems at the pulse level: Numerical approaches iteratively work towards a given target by parametrising the applied time-dependent fields with a finite set of variables. The effectiveness of the resulting optimisation depends on the complexity of the problem and the number of variables. We consider different parametrisations in terms of basis functions, asking whether the choice of the applied basis affects the quality of the optimisation. Furthermore, we consider strategies to choose the most suitable basis. For the comparison, we test three different randomisable bases - introducing the sinc and sigmoid bases as alternatives to the Fourier basis - on QOC problems of varying complexity. For each problem, the basis-specific convergence rates result in a unique ranking. Especially for expensive evaluations, e.g., in closed-loop, a potential speed-up by a factor of up to 10 may be crucial for the optimisation's feasibility. We conclude that a problem-dependent basis choice is an influential factor for QOC efficiency and provide advice for its approach.
• Abstract（参考訳）: 量子最適制御(QOC)は、パルスレベルで問題に取り組むことで量子技術の進歩をサポートする: 数値的なアプローチは、有限個の変数で適用された時間依存フィールドをパラメトリすることで、与えられたターゲットに向かって反復的に機能する。 結果の最適化の有効性は、問題の複雑さと変数の数に依存する。 応用基底の選択が最適化の品質に影響を及ぼすかどうかを問うため、基底関数の観点から異なるパラメトリを考察する。 さらに、最も適切な基盤を選択するための戦略も検討する。 比較のために,シック基底とシグモイド基底をフーリエ基底の代替として導入する3つの異なるランダム化可能な基底を,複雑さの異なるQOC問題に基づいて検証した。 各問題に対して、基底固有の収束速度は、一意のランク付けをもたらす。 特にクローズドループでの高価な評価では、最大10倍のスピードアップが最適化の実現可能性に不可欠である。 問題依存に基づく基本選択はQOC効率に影響を及ぼす要因であり、そのアプローチに対するアドバイスを提供すると結論付けている。

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