論文の概要: Constructing Noise-Robust Quantum Gates via Pontryagin's Maximum Principle

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.12287v1
• Date: Wed, 18 Sep 2024 19:48:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-07 15:38:21.182470
• Title: Constructing Noise-Robust Quantum Gates via Pontryagin's Maximum Principle
• Title（参考訳）: ポントリャーギンの最大原理によるノイズロス量子ゲートの構成
• Authors: Joshua Hanson, Dennis Lucarelli,
• Abstract要約: 任意のノイズロス量子ゲートを実装するためのスムーズな制御パルスを合成するための幾何学的最適制御理論に基づくフレームワークを提案する。 この方法論は、任意の数の量子ビットまたはエネルギーレベル、任意の数の制御場、任意の数の乱れを持つ一般ユニタリ量子力学に適用される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9208007322096532
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Reliable quantum information technologies depend on precise actuation and techniques to mitigate the effects of undesired disturbances such as environmental noise and imperfect calibration. In this work, we present a general framework based in geometric optimal control theory to synthesize smooth control pulses for implementing arbitrary noise-robust quantum gates. The methodology applies to generic unitary quantum dynamics with any number of qubits or energy levels, any number of control fields, and any number of disturbances, extending existing dynamical decoupling approaches that are only applicable for limited gate sets or small systems affected by one or two disturbances. The noise-suppressing controls are computed via indirect trajectory optimization based on Pontryagin's maximum principle, eliminating the need to make heuristic structural assumptions on parameterized pulse envelopes.
• Abstract（参考訳）: 信頼性の高い量子情報技術は、環境ノイズや不完全な校正といった望ましくない障害の影響を軽減するための正確なアクチュエータと技術に依存している。 本研究では,任意のノイズローバスト量子ゲートを実装するためのスムーズな制御パルスを合成するための幾何学的最適制御理論に基づく一般的なフレームワークを提案する。 この手法は、任意の数の量子ビットまたはエネルギーレベル、任意の数の制御場、あらゆる乱れを持つ一般のユニタリ量子力学に適用され、1つまたは2つの乱れによって影響を受ける限られたゲートセットや小さなシステムにのみ適用可能な既存の動的疎結合アプローチを拡張する。 ノイズ抑制制御は、ポントリャーギンの最大原理に基づく間接軌道最適化により計算され、パラメータ化されたパルスエンベロープにヒューリスティックな構造仮定を行う必要がなくなる。

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