論文の概要: Universally Robust Control of Open Quantum Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.07379v1
• Date: Sun, 10 Aug 2025 15:09:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-12 21:23:28.833572
• Title: Universally Robust Control of Open Quantum Systems
• Title（参考訳）: オープン量子系の普遍ロバスト制御
• Authors: Lixiang Ding, Jingtao Fan, Xingze Qiu,
• Abstract要約: ノイズによって引き起こされるデコヒーレンスを緩和することは、オープン量子システムの制御における中心的な課題である。 本稿では,環境騒音の事前評価を行なわずに高忠実度動作を実現する,ノイズ非依存の量子制御のための普遍的なフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6086160084025234
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Mitigating noise-induced decoherence is the central challenge in controlling open quantum systems. While existing robust protocols often require precise noise models, we introduce a universal framework for noise-agnostic quantum control that achieves high-fidelity operations without prior environmental noise characterization. This framework capitalizes on the dynamical modification of the system-environment coupling through control drives, an effect rigorously encoded in the dynamical equation. Since the derived noise sensitivity metric remains independent of the coupling details between the system and the environment, our protocol demonstrates provable robustness against arbitrary Markovian noises. Numerical validation through quantum state transfer and gate operations reveals near-unity fidelity ($>\!99\%$) across diverse noise regimes, achieving orders-of-magnitude error suppression compared to target-only approaches. This framework bridges critical gaps between theoretical control design and experimental constraints, establishing a hardware-agnostic pathway toward fault-tolerant quantum technologies across platforms such as superconducting circuits, trapped ions, and solid-state qubits.
• Abstract（参考訳）: ノイズによって引き起こされるデコヒーレンスを緩和することは、オープン量子システムの制御における中心的な課題である。 既存のロバストなプロトコルは、しばしば正確なノイズモデルを必要とするが、従来の環境騒音のキャラクタリゼーションを伴わない高忠実度動作を実現するノイズ非依存の量子制御のための普遍的なフレームワークを導入する。 この枠組みは、制御駆動によるシステム環境結合の動的変更(動的方程式に厳密にエンコードされた効果)に乗じている。 導出雑音感度測定はシステムと環境間の結合の詳細とは無関係であるため, 任意のマルコフ雑音に対して証明可能な頑健性を示す。 量子状態移動とゲート操作による数値検証は、ほぼ一様性($>\! 99.99 %$)は、目標のみのアプローチと比較して、マグニチュード・オブ・マグニチュード・エラーの抑制を実現している。 このフレームワークは、理論的な制御設計と実験的な制約の間に重要なギャップを埋め、超伝導回路、閉じ込められたイオン、固体量子ビットなどのプラットフォームにまたがるフォールトトレラント量子技術へのハードウェアに依存しない経路を確立する。

関連論文リスト

• Traversing Quantum Control Robustness Landscapes: A New Paradigm for Quantum Gate Engineering [0.0]
  本稿では,制御パラメータを雑音感受性にマッピングする概念的フレームワークであるQuantum Control Robustness Landscape (QCRL)を紹介する。 QCRLのレベルセットをナビゲートすることで、ロバストネス不変パルス変動(RIPV)アルゴリズムは、ロバスト性を維持しながら制御パルスの変動を可能にする。 数値シミュレーションにより、我々の単一および2量子ビットゲートは、大きなノイズがあっても量子誤差補正しきい値を超えていることが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-27T05:56:38Z)
• Quantum Benchmarking of High-Fidelity Noise-Biased Operations on a Detuned-Kerr-Cat Qubit [1.4812736095876513]
  我々は、スケーラブルなノイズバイアス量子ビット(detuned Kerr-cat qubit)のための量子制御ツールボックスを開発した。 ゲートセットトモグラフィーと二面ランダム化ベンチマークを用いて,これらの動作の雑音構造を系統的に解析する。 以上の結果から,ビットフリップ時間と位相フリップ時間のみから推定される動作騒音バイアスの重大な過大評価が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-07T05:34:18Z)
• Constructing Noise-Robust Quantum Gates via Pontryagin's Maximum Principle [0.9208007322096532]
  任意のノイズロス量子ゲートを実装するためのスムーズな制御パルスを合成するための幾何学的最適制御理論に基づくフレームワークを提案する。 この方法論は、任意の数の量子ビットまたはエネルギーレベル、任意の数の制御場、任意の数の乱れを持つ一般ユニタリ量子力学に適用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-18T19:48:20Z)
• Mitigating crosstalk errors by randomized compiling: Simulation of the BCS model on a superconducting quantum computer [41.94295877935867]
  CNOT2量子ゲートを起点とするクロストークエラーは、多くの量子コンピューティングプラットフォームにおけるエラーの重要な原因である。 隣接するキュービットの特別な処理を含むランダム化コンパイルプロトコルを拡張し,適用する。 隣り合う量子ビットのツイリングは、新しい量子ビットや回路を追加することなく、ノイズ推定プロトコルを劇的に改善することを示します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-03T18:00:02Z)
• Robust Control for Dynamical Systems With Non-Gaussian Noise via Formal Abstractions [59.605246463200736]
  雑音分布の明示的な表現に依存しない新しい制御器合成法を提案する。 まず、連続制御系を有限状態モデルに抽象化し、離散状態間の確率的遷移によってノイズを捕捉する。 我々は最先端の検証技術を用いてマルコフ決定プロセスの間隔を保証し、これらの保証が元の制御システムに受け継がれるコントローラを演算する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-04T10:40:30Z)
• Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
  ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。 ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。 ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z)
• Moving beyond the transmon: Noise-protected superconducting quantum circuits [55.49561173538925]
  超伝導回路は、高い忠実度で量子情報を保存および処理する機会を提供する。 ノイズ保護デバイスは、計算状態が主に局所的なノイズチャネルから切り離される新しい種類の量子ビットを構成する。 このパースペクティブは、これらの新しい量子ビットの中心にある理論原理をレビューし、最近の実験について述べ、超伝導量子ビットにおける量子情報の堅牢な符号化の可能性を強調している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-18T18:00:13Z)
• Designing arbitrary single-axis rotations robust against perpendicular time-dependent noise [0.0]
  任意の単軸回転を実装した有界かつ連続的な制御フィールドを設計するためのプロトコルを導入する。 非負の制御パルスのセットを提示することで,本手法の汎用性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T16:26:57Z)
• Efficient and robust certification of genuine multipartite entanglement in noisy quantum error correction circuits [58.720142291102135]
  実効多部絡み(GME)認証のための条件付き目撃手法を導入する。 線形な二分割数における絡み合いの検出は, 多数の測定値によって線形にスケールし, GMEの認証に十分であることを示す。 本手法は, 距離3の位相的カラーコードとフラグベースの耐故障バージョンにおける安定化作用素の雑音可読化に適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-06T18:00:07Z)

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。