論文の概要: Counterdiabatic-influenced Floquet-engineering: State preparation, annealing and learning the adiabatic gauge potential
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.14881v1
- Date: Fri, 24 Jan 2025 19:13:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 13:56:05.738317
- Title: Counterdiabatic-influenced Floquet-engineering: State preparation, annealing and learning the adiabatic gauge potential
- Title（参考訳）: 反断熱型フロケットエンジニアリング--状態準備, 熱処理, 断熱ゲージポテンシャルの学習
- Authors: Callum W Duncan,
- Abstract要約: 本稿では,量子系制御のための新しい技術であるFloquet-engineering (CAFFEINE)を紹介する。
CAFFEINEはFloquet Hamiltonianを反断熱駆動にパラメータ化し、数値量子最適制御を利用して所望の目標状態を得る。
また、量子カオスのプローブや量子力学の幾何学として使用できる反断熱項を学習する CAFFEINE の能力についても説明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Counterdiabatic driving, which enforces adiabatic evolution in arbitrary timescales, can be realised by engineering a Floquet Hamiltonian which oscillates between the Hamiltonian and its derivative requiring no additional control terms. However, the coefficients of the Floquet Hamiltoinan require knowledge of the counterdiabatic terms, which can be difficult to derive outside of a limited set of examples. We introduce a new hybrid technique for the control of quantum systems, Counterdiabatic-influenced Floquet-engineering or CAFFEINE for short. CAFFEINE parameterises the Floquet Hamiltonian for counterdiabatic driving and utilises numerical quantum optimal control in order to obtain the desired target state. This removes the need to both obtain and implement counterdiabatic terms, however, it does require the ability to quickly oscillate each term in the Hamiltonian. If this oscillation is possible, then CAFFEINE provides a framework to implement quantum annealing protocols and general quantum state preparation. We illustrate this through optimisation of two numerical examples of preparing a Bell state with two qubits and performing annealing protocols for the one-dimensional Ising model. Beyond this, we also illustrate CAFFEINE's capabilities to learn the counterdiabatic terms, which can potentially be used as a probe of quantum chaos and the geometry of quantum dynamics.
- Abstract（参考訳）: 任意の時間スケールで断熱的進化を強制する反断熱駆動は、ハミルトニアンと微分の間の振動に余分な制御項を必要としないフロケ・ハミルトニアン (Floquet Hamiltonian) を工学的に実現することができる。
しかし、フロケ・ハミルトイナンの係数は反断熱的項の知識を必要とするため、限られた例の集合以外では導出が難しい。
本稿では,量子システムの制御のための新しいハイブリッド技術であるFloquet-engineering (CAFFEINE) について紹介する。
CAFFEINEはFloquet Hamiltonianを反断熱駆動にパラメータ化し、数値量子最適制御を利用して所望の目標状態を得る。
これにより、反断熱的項の獲得と実装が不要になるが、ハミルトニアンにおける各項を素早く振動させる能力が必要である。
この振動が可能であれば、CAFFEINEは、量子アニールプロトコルと一般的な量子状態の準備を実装するためのフレームワークを提供する。
本稿では,ベル状態を2つの量子ビットで生成し,一次元イジングモデルに対してアニーリングプロトコルを実行する2つの数値的な例を最適化して説明する。
この他にも、量子カオスのプローブや量子力学の幾何学として使用することができる反断熱項を学習するCAFFEINEの能力についても説明します。
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