論文の概要: Control of open quantum systems: Manipulation of a qubit coupled to a thermal bath by an external driving field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.12624v1
• Date: Tue, 17 Dec 2024 07:39:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-18 13:56:57.735328
• Title: Control of open quantum systems: Manipulation of a qubit coupled to a thermal bath by an external driving field
• Title（参考訳）: オープン量子系の制御:外部駆動場による熱浴に結合した量子ビットの操作
• Authors: Haoran Sun, Michael Galperin,
• Abstract要約: 非平衡グリーン関数法による量子ビット制御について検討する。 最適な運転プロファイルの予測に加えて、システム進化のより正確な記述により、システムはより迅速に最終状態に到達できることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.936592572736908
• License:
• Abstract: Fast and reliable manipulation with qubits is fundamental for any quantum technology. The implementation of these manipulations in physical systems is the focus of studies involving optimal control theory. Realistic physical devices are open quantum systems. So far, studies in optimal control theory have primarily utilized the Redfield/Lindblad quantum master equation to simulate the dynamics of such systems. However, this Markov description is not always sufficient. Here, we present a study of qubit control utilizing the nonequilibrium Green's function method. We compare the traditional master equation with more general Green's function results and demonstrate that even in the parameter regime suitable for the application of the Redfield/Lindblad approach, the two methods yield drastically different results when addressing evolution involving mixed states. In particular, we find that, in addition to predicting different optimal driving profiles, a more accurate description of system evolution enables the system to reach the desired final state much more quickly. We argue that the primary reason for this is the significance of the non-Markov description of driven system dynamics due to the effect of time-dependent driving on dissipation.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットによる高速で信頼性の高い操作は、あらゆる量子技術にとって基本である。 物理系におけるこれらの操作の実装は、最適制御理論を含む研究の焦点である。 リアルな物理デバイスはオープンな量子システムである。 これまでのところ、最適制御理論の研究は、主にレッドフィールド/リンドブラッド量子マスター方程式を利用して、そのような系の力学をシミュレートしてきた。 しかし、このマルコフの記述は必ずしも十分ではない。 本稿では,非平衡グリーン関数法による量子ビット制御について述べる。 従来のマスター方程式をより一般的なグリーン関数の結果と比較し、レッドフィールド/リンドブラッド法の適用に適したパラメータ体系であっても、混合状態を含む進化に対処する際、この2つの手法は劇的に異なる結果をもたらすことを示した。 特に、最適な運転プロファイルの予測に加えて、システム進化のより正確な記述により、システムはより迅速に最終状態に到達できることがわかった。 この主な理由は、時間依存駆動が消散に与える影響による駆動系力学の非マルコフ記述の重要性である。

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