論文の概要: Inverse design of Ancillary System for Quantum Noise Cancellation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04418v1
- Date: Thu, 8 Aug 2024 12:45:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-09 15:38:36.164330
- Title: Inverse design of Ancillary System for Quantum Noise Cancellation
- Title（参考訳）: 量子ノイズキャンセラ用アンシラリーシステムの逆設計
- Authors: Fabio Anselmi, Fabio Benatti, Giuseppe D'Auria, Giovanna Morigi,
- Abstract要約: そこで本研究では,ターゲットシステムSにおけるデコヒーレンス効果を,調整可能なパラメータを持つ補助システムAに結合することで,新しいアプローチを提案する。
S-A相互作用ハミルトニアンを適切にエンジニアリングすることにより、有効ノイズキャンセルを達成し、ターゲット系Sにおける量子コヒーレンスを著しく維持するダークファクター化化合物状態が見つかる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We propose a novel approach to mitigate the decoherence effects on a target system S by coupling it to an ancillary system A with tunable parameters. By suitably engineering the S-A interaction Hamiltonian, a dark factorized compound state is found that achieves effective noise cancellation and significantly preserves quantum coherence in the target system S. We illustrate our methodology for a system $S$ consisting of two-mode Bosons trapped in a double-well potential and affected by decoherence through a Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL) master equation. By a suitable coupling of the system $S$ with an ancillary two-mode system of the same kind of S via a density-density interaction, we enhance the resilience of the system NOON state, a quantum-mechanical many-body entangled state crucial for quantum computing. We further explore potential experimental implementations of the proposed noise cancellation technique, focusing on configurations involving dipole-dipole interactions in optical lattices. Finally, we propose a numerical optimization protocol that learns the system A and its interaction with S to maximize the survival probability of specific quantum states which can be potentially used in more generic quantum systems.
- Abstract（参考訳）: そこで本研究では,ターゲットシステムSにおけるデコヒーレンス効果を,調整可能なパラメータを持つ補助システムAに結合することで緩和する手法を提案する。
S-A相互作用ハミルトニアンを適切に設計することにより、効果的なノイズキャンセリングを実現し、ターゲット系Sにおける量子コヒーレンスを著しく維持するダークファクタ化化合物状態が見つかる。
密度と密度の相互作用によって同じ種類のSの2モード系と$S$の適切な結合により、量子力学的多体絡み状態であるNOON状態のレジリエンスが向上する。
さらに、光学格子における双極子-双極子相互作用を含む構成に着目し、提案手法の実験的実装の可能性について検討する。
最後に、より汎用的な量子システムで使用可能な特定の量子状態の生存確率を最大化するために、システムAとそのSとの相互作用を学習する数値最適化プロトコルを提案する。
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