論文の概要: Preparing spin-squeezed states in Rydberg atom arrays via quantum optimal control
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07875v2
- Date: Fri, 18 Jul 2025 16:18:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-21 14:37:16.088012
- Title: Preparing spin-squeezed states in Rydberg atom arrays via quantum optimal control
- Title（参考訳）: 量子最適制御によるライドバーグ原子配列のスピンスクイーズ状態の準備
- Authors: Edison S. Carrera, Harold Erbin, Grégoire Misguich,
- Abstract要約: 本稿では,Rydberg原子配列におけるスピン列状態を生成する量子最適制御プロトコルを提案する。
時間依存パルス列を構築し, 初期生成物を高い絡み合ったスピンスクイーズ状態に向けて操る。
この研究は、高スピンスクイーズ状態を作成するための量子最適制御法の可能性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a quantum optimal control protocol to generate highly spin-squeezed states in Rydberg atom arrays coupled via Ising-type Van der Waals interactions. Using gradient-based optimization techniques we construct time-dependent pulse sequences that steer an initial product state toward highly entangled, spin-squeezed states with predefined magnetization and squeezing axes. We focus on the Wineland parameter $\xi_W^2$ to measure spin squeezing and our approach achieves near-optimal spin squeezing in one-dimensional ring arrays of up to $N=8$ spins, significantly outperforming conventional quench dynamics for all system sizes studied. Remarkably, optimized pulse sequences can be directly scaled to larger arrays without additional optimization, achieving a squeezing parameter as low as $\xi_W^2 = 0.227$ in systems containing $N=50$ spins. This work demonstrates the potential of quantum optimal control methods for preparing highly spin-squeezed states, opening pathways to enhanced quantum metrology.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Ising型Van der Waals相互作用を介して結合したRydberg原子配列の高スピン列状態を生成する量子最適制御プロトコルを提案する。
勾配に基づく最適化手法を用いて、予め定義された磁化とスクイージング軸を持つ、強い絡み合ったスピンスクイージング状態に向けて初期積状態を操る時間依存パルス列を構築する。
我々は、スピンスクイーズを測定するために、ワインランドパラメータ $\xi_W^2$ に着目し、最大$N=8$スピンの1次元リングアレイにおいて、ほぼ最適スピンスクイーズを実現する。
注目すべきは、最適化されたパルスシーケンスは、追加の最適化なしにより大きな配列に直接スケールでき、$N=50$のスピンを含むシステムでは$\xi_W^2 = 0.227$のスクイーズパラメータを達成できることである。
この研究は、高スピンスクイーズ状態を作るための量子最適制御法の可能性を示し、拡張量子メトロジーへの経路を開く。
関連論文リスト
- Accelerated spin-adapted ground state preparation with non-variational quantum algorithms [0.0]
スピン適応基底状態(スピン適応基底状態、英: spin-adapted ground state)は、全スピンの大きさとスピン-$z$成分の外部指定値によって制約されるヒルベルト空間内の最低エネルギー状態である。
本稿では,スピン適応基底状態を得るための非偏差量子アルゴリズムに基づく新しい手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-05T06:16:17Z) - Optimizing random local Hamiltonians by dissipation [44.99833362998488]
簡単な量子ギブスサンプリングアルゴリズムが最適値の$Omega(frac1k)$-fraction近似を達成することを証明した。
この結果から, 局所スピンおよびフェルミオンモデルに対する低エネルギー状態の発見は量子的に容易であるが, 古典的には非自明であることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-11-04T20:21:16Z) - Generation of complete graph states in a spin-$1/2$ Heisenberg chain
with a globally optimized magnetic field [0.0]
我々は,時間変化磁場を受けるスピン$1/2$ハイゼンベルク$XX$鎖を用いて,多粒子完全グラフ状態を生成する方法を提案する。
我々のスキームは、量子最適制御理論によって促進されるリアルタイム磁場形成と、原子間の最も近い隣り合う相互作用にのみ依存する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-03T21:32:35Z) - Spin Squeezing through Collective Spin-Spin Interactions [0.32885740436059047]
1軸ツイスト(OAT)スピンスクイーズは、集合スピン-スピン相互作用を持つ一般的な結合スピンモデルの下で自由進化から生成される。
パラメータ不完全性からスクイーズを回復するパルススキームを提案し, ハイゼンベルク限界測定精度を1/N$で1/N$とする極端スクイーズに到達した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-27T09:55:01Z) - Spin squeezing generated by the anisotropic central spin model [0.28101605533398166]
異方性中心スピン系におけるスピンスクイーズと量子相転移について検討する。
このような中心スピン系は、中心スピンとスピン浴の間の遷移の比が無限大になる極限において、異方性リプキン-メシュコフ-グリックモデルにマッピングできる。
この研究はスピンスクイーズ状態を生成するための有望なスキームを提供し、量子センシングの潜在的な進歩の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-19T12:11:56Z) - Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling
Limit [55.05109484230879]
我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。
我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。
単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z) - Optimal State Manipulation for a Two-Qubit System Driven by Coherent and
Incoherent Controls [77.34726150561087]
2量子ビット量子系の最適制御には状態準備が重要である。
物理的に異なる2つのコヒーレント制御を利用し、ヒルベルト・シュミット目標密度行列を最適化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-03T10:22:35Z) - Scalable spin squeezing in a dipolar Rydberg atom array [2.392520546501394]
標準量子限界を超えて測定精度を高める方法を示す。
そのためには、量子プロジェクションノイズ(squeezingとして知られる戦略)を再構成することができる。
まず,マルチステップのスピンスキーズプロトコルを用いることで,約1dBのスキューズ処理をさらに強化し,第2に,Floquetエンジニアリングを活用してハイゼンベルク相互作用を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-14T16:35:17Z) - Efficient and Robust Entanglement Generation with Deep Reinforcement
Learning for Quantum Metrology [0.0]
1つの重要な問題は、標準量子限界を超える高精度な測定に適した量子絡み合った状態を作る方法である。
本稿では、深部強化学習(DRL)の助けを借りて、絡み合い発生のための1軸ねじれダイナミクスを加速する最適なパルス列を求める手法を提案する。
DRLを用いた我々のプロトコルは、最先端の実験において効率的かつ容易に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-01T02:42:41Z) - Optimal control of molecular spin qudits [58.720142291102135]
分子ナノマグネットのスピン状態をマイクロ波パルスで操作できることを数値的に示す。
状態から状態への変換やフルゲート変換は、単純な単色共鳴パルスよりも短時間で行うことができる。
最適制御技術の適用により、分子スピン四重項に基づく量子技術の実装が容易になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-30T11:50:46Z) - Quantum probes for the characterization of nonlinear media [50.591267188664666]
本研究では, 非線形結合 $tildelambda$ および非線形性次数 $zeta$ の個人および共同推定をいかに改善するかを検討する。
量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-16T15:40:36Z) - Positive-Negative Momentum: Manipulating Stochastic Gradient Noise to
Improve Generalization [89.7882166459412]
勾配雑音(SGN)は、ディープラーニングの暗黙の正規化として機能する。
深層学習を改善するためにランダムノイズを注入してSGNを人工的にシミュレートしようとした作品もある。
低計算コストでSGNをシミュレーションし、学習率やバッチサイズを変更することなく、PNM(Positive-Negative Momentum)アプローチを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-31T16:08:06Z) - Direct Optimal Control Approach to Laser-Driven Quantum Particle
Dynamics [77.34726150561087]
間接制御理論に対する頑健で柔軟な代替手段として, 直接最適制御を提案する。
この方法は、バイスタブルポテンシャルにおけるレーザー駆動のウェーブパレットダイナミクスの場合に説明される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-08T07:59:29Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。