Fugu-MT 論文翻訳(概要): Second-Order Adjoint Method for Quantum Optimal Control

論文の概要: Second-Order Adjoint Method for Quantum Optimal Control

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00529v1
Date: Thu, 01 May 2025 13:55:42 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2025-05-02 19:15:55.315374
Title: Second-Order Adjoint Method for Quantum Optimal Control
Title（参考訳）: 量子最適制御のための2次共役法
Authors: Harish S. Bhat,
Abstract要約: 量子最適制御問題に対して、厳密な勾配とヘシアンを計算するための二階随伴法を導出し、実装する。小型から中小のシステムでは、二階共役法のベクトル化GPU実装を実演する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0878040851637998
License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Abstract: We derive and implement a second-order adjoint method to compute exact gradients and Hessians for a prototypical quantum optimal control problem, that of solving for the minimal energy applied electric field that drives a molecule from a given initial state to a desired target state. For small to moderately sized systems, we demonstrate a vectorized GPU implementation of a second-order adjoint method that computes both Hessians and gradients with wall times only marginally more than those required to compute gradients via commonly used first-order adjoint methods. Pairing our second-order adjoint method with a trust region optimizer (a type of Newton method), we show that it outperforms a first-order method, requiring significantly fewer iterations and wall time to find optimal controls for four molecular systems. Our derivation of the second-order adjoint method allows for arbitrary parameterizations of the controls.
Abstract（参考訳）: 我々は、与えられた初期状態から所望の目標状態へ分子を駆動する最小エネルギー印加電界の解法である、原始型量子最適制御問題に対して、正確な勾配とヘシアンを計算するための2階の随伴法を導出し、実装する。小から中程度のシステムでは、一般的に使用される一階の随伴法により勾配を計算するのに必要なものよりも、壁面時間でヘシアンと勾配の両方を計算する二階の随伴法のベクトル化GPU実装を実演する。信頼領域オプティマイザ (Newton法の一種) を用いた2次アジョイント法を用いて, 4つの分子系の最適制御を求めるために, 繰り返しと壁時間を著しく少なくして1次法より優れていることを示す。二階随伴法の導出により、制御の任意のパラメータ化が可能となる。

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