論文の概要: Unifying adiabatic state-transfer protocols with $(α, β)$-hypergeometries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.08031v1
• Date: Thu, 10 Apr 2025 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-14 14:18:00.382848
• Title: Unifying adiabatic state-transfer protocols with $(α, β)$-hypergeometries
• Title（参考訳）: $(α, β)$-hypergeometriesによる断熱的状態移動プロトコルの統一
• Authors: Christian Ventura Meinersen, David Fernandez-Fernandez, Gloria Platero, Maximilian Rimbach-Russ,
• Abstract要約: 私たちは$(alpha,beta)$-hypergeometriesと呼ばれる統一フレームワークを提供しています。 不整合共鳴の正確な式を導出し、$(alpha,beta)$の任意の選択に対する断熱極限における性能保証を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9188951403098383
• License:
• Abstract: Adiabatic optimal control schemes are essential for advancing the practical implementation of quantum technologies. However, the vast array of possible adiabatic protocols, combined with their dependence on the particular quantum system and function-specific parameter ranges, complicates the task of discerning their respective strengths and limitations in arbitrary operations. In this work, we provide a unifying framework, called $(\alpha,\beta)$-hypergeometries, that allows for flexible, noise-resistant, and easy-to-use implementation of enforced adiabatic dynamics for any multi-level quantum system. Moreover, this framework provides a comprehensive mapping of all adiabatic protocols through a universal cost function and offers an exact analytical characterization of the adiabatic dynamics. In particular, we derive precise expressions for infidelity resonances and establish performance guarantees in the adiabatic limit for any choice of $(\alpha,\beta)$. We also discuss in detail the experimental feasibility of the resulting pulse shapes through analytical and numerical methods. Finally, we test our method for the optimal control of coherent information transfer through spin shuttling in silicon quantum dots with small valley splittings.
• Abstract（参考訳）: 量子技術の実用的な実装を進めるためには、断熱最適制御方式が不可欠である。 しかし、特定の量子系と関数固有のパラメータ範囲への依存と組み合わせることで、任意の操作においてそれぞれの強度と制限を識別するタスクが複雑になる。 本研究では,任意のマルチレベル量子システムに対して,フレキシブルで雑音に耐性があり,容易に使用することができる,$(\alpha,\beta)$-hypergeometriesと呼ばれる統一フレームワークを提供する。 さらに、このフレームワークは、普遍的なコスト関数を通して全ての断熱プロトコルを包括的にマッピングし、断熱力学の正確な解析的特徴を提供する。 特に、不整合共鳴の正確な式を導出し、$(\alpha,\beta)$の任意の選択に対する断熱極限における性能保証を確立する。 また,解析的および数値的手法によるパルス形状の実験的実現可能性についても論じる。 最後に,小さな谷分割を有するシリコン量子ドットにおけるスピンシャットリングによるコヒーレント情報伝達の最適制御について検討した。

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