論文の概要: Smolyak algorithm assisted robust control for quantum systems with uncertainties

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14286v1
• Date: Fri, 18 Oct 2024 08:40:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-21 14:25:05.548602
• Title: Smolyak algorithm assisted robust control for quantum systems with uncertainties
• Title（参考訳）: Smolyakアルゴリズムは不確実性をもつ量子系のロバスト制御を支援する
• Authors: Zigui Zhang, Zibo Miao, Yu Chen, Xiu-Hao Deng,
• Abstract要約: コスト削減と精度向上を目的として,ロバストな量子制御手法を開発した。 我々の結果は、信頼性とセキュアな量子コンピューティングと通信に寄与することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.114161005361522
• License:
• Abstract: Efficient and systematic numerical methods for robust control design are highly desired in the study of quantum systems, since system imperfections such as uncertainties or disturbances inevitably exist. By modeling uncertainties as combinations of random variables following prescribed distributions, the expectation of infidelity can be used to quantify the level of robustness as a performance index in various control problems. Inspired by sample-based algorithms, we consider the level of robustness as a weighted tensor product quadrature, and take advantage of Smolyak's sparse grid algorithm to develop a parametric robust quantum control scheme, with the purpose of reducing computation cost and improving accuracy. Furthermore, the features and strengths of the scheme proposed in this paper have been illustrated in the context of robust control problems, including state transfer and realization of quantum gates, where ultrahigh fidelity can be achieved with strong robustness using Smolyak algorithm-assisted gradient-based methods. Therefore, our results can contribute to reliable and secure quantum computing as well as communication.
• Abstract（参考訳）: 堅牢な制御設計のための効率的かつ体系的な数値的手法は、不確実性や乱れなどのシステム不完全性が必然的に存在するため、量子システムの研究において非常に望ましい。 不確かさを所定の分布に従う確率変数の組み合わせとしてモデル化することにより、様々な制御問題における性能指標としてのロバストネスのレベルを定量化することができる。 Smolyakのスパースグリッドアルゴリズムを利用して、計算コストの削減と精度の向上を目的として、パラメトリックロバストな量子制御手法を開発した。 さらに,提案手法の特徴と強みは,Smolyakアルゴリズムを用いた勾配法を用いて,高忠実度を強靭性で実現できる量子ゲートの状態伝達や実現など,ロバスト制御問題の文脈で説明されている。 したがって、我々の結果は信頼性とセキュアな量子コンピューティングと通信に寄与することができる。

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