論文の概要: Optimal Control for Open Quantum System in Circuit Quantum Electrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.20149v1
• Date: Sat, 28 Dec 2024 13:25:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-31 16:05:50.667691
• Title: Optimal Control for Open Quantum System in Circuit Quantum Electrodynamics
• Title（参考訳）: 回路量子電磁力学におけるオープン量子系の最適制御
• Authors: Mo Zhou, F. A. Cárdenas-López, Sugny Dominique, Xi Chen,
• Abstract要約: オープン量子系のためのエネルギー・時間効率パルスを設計するためのポントリャーギン最大原理に基づく量子最適制御フレームワークを提案する。 この結果は, 散逸性開系における効率的な制御に向けての重要なステップであり, 回路量子力学における量子ビットの読み出しが向上した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.781432965608595
• License:
• Abstract: We propose a quantum optimal control framework based on the Pontryagin Maximum Principle to design energy- and time-efficient pulses for open quantum systems. By formulating the Langevin equation of a dissipative LC circuit as a linear control problem, we derive optimized pulses with exponential scaling in energy cost, outperforming conventional shortcut-to-adiabaticity methods such as counter-diabatic driving. When applied to a resonator dispersively coupled to a qubit, these optimized pulses achieve an excellent signal-to-noise ratio comparable to longitudinal coupling schemes across varying critical photon numbers. Our results provide a significant step toward efficient control in dissipative open systems and improved qubit readout in circuit quantum electrodynamics.
• Abstract（参考訳）: オープン量子系のためのエネルギー・時間効率パルスを設計するためのポントリャーギン最大原理に基づく量子最適制御フレームワークを提案する。 消散性LC回路のランゲヴィン方程式を線形制御問題として定式化することにより、エネルギーコストの指数的スケーリングによる最適化パルスを導出し、反断熱駆動のような従来のショートカット・アンド・アディバティティティ法より優れた性能を発揮する。 量子ビットに分散結合された共振器に適用すると、これらの最適化パルスは様々な臨界光子数にまたがる長手結合方式に匹敵する優れた信号対雑音比が得られる。 この結果は, 散逸性開系における効率的な制御に向けての重要なステップであり, 回路量子力学における量子ビットの読み出しが向上した。

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