論文の概要: State-Constrained Optimal Control for Coherence Preservation in Multi-Level Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.10840v1
• Date: Sat, 16 Nov 2024 16:53:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:32:45.217744
• Title: State-Constrained Optimal Control for Coherence Preservation in Multi-Level Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: マルチレベルオープン量子システムにおけるコヒーレンス保存のための状態制約最適制御
• Authors: Nahid Binandeh Dehaghani, A. Pedro Aguiar, Rafal Wisniewski,
• Abstract要約: 本稿では,Lindbladマスター方程式をモデルとしたマルチレベルシステムにおける量子コヒーレンスの最適制御について述べる。 状態間のコヒーレンスを保ちながら、クォート(3レベル)量子系の進化を制御するためのエネルギー最小化フレームワークを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4811951486536687
• License:
• Abstract: This paper addresses the optimal control of quantum coherence in multi-level systems, modeled by the Lindblad master equation, which captures both unitary evolution and environmental dissipation. We develop an energy minimization framework to control the evolution of a qutrit (three-level) quantum system while preserving coherence between states. The control problem is formulated using Pontryagin's Minimum Principle in the form of Gamkrelidze, incorporating state constraints to ensure coherence remains within desired bounds. Our approach accounts for Markovian decoherence, demonstrating that the Lindblad operator is non-unital, which reflects the irreversible decay processes inherent in the system. The results provide insights into effectively maintaining quantum coherence in the presence of dissipation.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、一元的進化と環境散逸の両方を捉えるリンドブラッド・マスター方程式をモデルとしたマルチレベルシステムにおける量子コヒーレンスの最適制御について述べる。 状態間のコヒーレンスを保ちながら、クォート(3レベル)量子系の進化を制御するためのエネルギー最小化フレームワークを開発する。 制御問題はポントリャーギンの最小原理(英語版)を用いてガンクレリゼ(英語版)の形で定式化され、コヒーレンスを所望境界内に残すための状態制約が組み込まれている。 我々のアプローチはマルコフのデコヒーレンスを考慮し、リンドブラッド作用素が非ユニタリであることを示し、システムに固有の可逆的な崩壊過程を反映している。 結果は、散逸の存在下で量子コヒーレンスを効果的に維持するための洞察を与える。

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