論文の概要: Recovering optimal precision in quantum sensing using imperfect control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.04223v1
• Date: Fri, 6 Sep 2024 12:26:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-09 15:55:18.165648
• Title: Recovering optimal precision in quantum sensing using imperfect control
• Title（参考訳）: 不完全制御を用いた量子センシングにおける最適精度の回復
• Authors: Zi-Shen Li, Xinyue Long, Xiaodong Yang, Dawei Lu, Yuxiang Yang,
• Abstract要約: 制御パルスの持続時間と問合せ時間が不確実である不完全なクロックを用いた量子センシングの基本的な設定について考察する。 我々は制御戦略を設計し、制御不要な戦略よりも優れていることを証明し、最適なハイゼンベルクスケールを小さなエラー項まで回復する。 我々の発見は、量子センシングにおける量子制御の利点が不完全性の存在においても持続していることを確認する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.430760049824068
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum control plays a crucial role in enhancing precision scaling for quantum sensing. However, most existing protocols require perfect control, even though real-world devices inevitably have control imperfections. Here, we consider a fundamental setting of quantum sensing with imperfect clocks, where the duration of control pulses and the interrogation time are all subject to uncertainty. Under this scenario, we investigate the task of frequency estimation in the presence of a non-Markovian environment. We design a control strategy and prove that it outperforms any control-free strategies, recovering the optimal Heisenberg scaling up to a small error term that is intrinsic to this model. We further demonstrate the advantage of our control strategy via experiments on a nuclear magnetic resonance (NMR) platform. Our finding confirms that the advantage of quantum control in quantum sensing persists even in the presence of imperfections.
• Abstract（参考訳）: 量子制御は、量子センシングの精度向上に重要な役割を果たしている。 しかし、既存のプロトコルの多くは、必然的に制御の欠陥があるにもかかわらず、完全な制御を必要とする。 ここでは、制御パルスの持続時間と問合せ時間が不確実である不完全なクロックを用いた量子センシングの基本的な設定について考察する。 このシナリオでは,非マルコフ環境下での周波数推定の課題について検討する。 我々は制御戦略を設計し、制御自由戦略よりも優れていることを証明し、このモデルに固有の小さなエラー項まで最適なハイゼンベルクのスケールを回復する。 さらに、核磁気共鳴(NMR)プラットフォーム上での実験を通じて、制御戦略の利点を実証する。 我々の発見は、量子センシングにおける量子制御の利点が不完全性の存在においても持続していることを確認する。

関連論文リスト

• Quantum optimal control of superconducting qubits based on machine-learning characterization [39.58317527488534]
  デバイスパラメータや環境に合わせて最適な量子制御を実現するための実験的な簡単な手法を提案する。 物理にインスパイアされた機械学習を用いて、実験で利用可能なデータから力学の正確なモデルを推測する。 超伝導トランスモン量子ビット上での任意の単一量子ビット演算を最適化することにより、このアプローチのパワーと実現可能性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-29T23:54:25Z)
• Quantum Advantage in Distributed Sensing with Noisy Quantum Networks [37.23288214515363]
  分散センシングにおける量子優位性はノイズの多い量子ネットワークで実現できることを示す。 この量子的優位性には絡み合いが必要であるが、真の多部絡みは一般に不要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-25T16:55:07Z)
• Optimal control in large open quantum systems: the case of transmon readout and reset [44.99833362998488]
  本稿では, 随伴状態法と逆時間バックプロパゲーションを組み合わせることで, 極めて大規模なオープンシステム量子制御問題を解く枠組みを提案する。 超伝導量子ビットにおける2つの本質的に散逸する演算を最適化するために、この枠組みを適用した。 システムパラメータの固定化により,制御パルスの形状は両操作の忠実度と持続時間において2倍の改善が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-21T18:12:51Z)
• Quantum control by the environment: Turing uncomputability, Optimization over Stiefel manifolds, Reachable sets, and Incoherent GRAPE [56.47577824219207]
  多くの現実的な状況において、制御された量子系は環境と相互作用する。 本稿では,環境を資源として利用したオープン量子システムの制御に関するいくつかの結果について概説する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-20T10:09:13Z)
• Analytical evaluation of the effect of deterministic control error on isolated quantum system [0.0]
  分離された量子力学に対して決定的に発生するアナログ制御誤差について検討する。 時間進化に従う2つの孤立量子系間の重なり合いの低い境界を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-10T07:23:37Z)
• Quantum hypothesis testing via robust quantum control [8.087946804627284]
  信号雑音の範囲に最適化されたロバスト制御手法を導入し, 既定耐久窓を超える優れたロバスト性を示す。 平均的に、最適制御とロバスト制御は、様々なデファス化や崩壊率に対する制御されていないスキームよりも改善されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-11T16:19:41Z)
• Control limit for the quantum state preparation under stochastic control errors [0.0]
  閉量子系を制御するハミルトニアンに対する制御誤差の影響について検討する。 我々は、2つの閉じた量子系間の密度の低い境界を、誤りのない力学に従って導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-11-27T15:35:14Z)
• Robust optimization for quantum reinforcement learning control using partial observations [10.975734427172231]
  量子状態の完全な観測は、量子ビット数に対する必要な量子測定数の指数的スケーリングのために実験的に不可能である。 この制御方式は、ノイズが一般的である短期量子デバイスと互換性がある。 騒音振幅が制御振幅と同じレベルであっても、高忠実度状態制御が達成できることが示されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-29T06:30:35Z)
• Variational principle for optimal quantum controls in quantum metrology [2.29042212865183]
  我々は、量子フィッシャー情報を最適化する量子制御と初期状態を決定するための変分原理を開発する。 三次元相互作用を含む時間非依存のスピン鎖を持つ磁気学では、制御が1と2の相互作用に制限されている場合でも、ハイゼンベルクのスケーリングは概ね達成可能である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-07T16:11:55Z)
• Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase shift quantum gates [68.8204255655161]
  単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。 大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。 Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-26T16:38:43Z)
• Experimental Realization of Nonadiabatic Holonomic Single-Qubit Quantum Gates\\ with Optimal Control in a Trapped Ion [38.217839102257365]
  我々は,Ybイオンを捕捉した非断熱型ホロノミック単一量子ゲートの最適制御を実験的に実証した。 従来の幾何学的ゲートや従来の動的ゲートと比較すると,制御振幅誤差に対してより頑健である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-08T14:06:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。