論文の概要: Stabilization of Time-Varying Perturbed Quantum Systems via Reduced Filters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07949v1
• Date: Wed, 12 Nov 2025 01:30:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-12 20:17:03.564047
• Title: Stabilization of Time-Varying Perturbed Quantum Systems via Reduced Filters
• Title（参考訳）: 還元フィルタによる時変摂動量子系の安定化
• Authors: Weichao Liang, Daoyi Dong,
• Abstract要約: 本稿では,量子フィルタの低減に基づくフィードバック安定化戦略を提案する。 提案フィルタは, 系の密度行列の対角要素に対応するO(N)実変数のみを, 量子的非退化基底で推定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.742034542708145
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In practical applications, quantum systems are inevitably subject to significant uncertainties, including unknown initial states, imprecise physical parameters, and unmodeled environmental noise, all of which pose major challenges to robust quantum feedback control. This paper proposes a feedback stabilization strategy based on a reduced quantum filter that achieves robustness against time-varying Hamiltonian perturbations and additional dissipative effects, without requiring prior knowledge of the initial state or exact system parameters. The proposed filter estimates only O(N) real variables corresponding to the diagonal elements of the system density matrix in a quantum non-demolition basis in contrast to the O(N^2) variables required by a full stochastic master equation, where N is the Hilbert space dimension. This dimensionality reduction substantially simplifies real-time computation and feedback implementation while preserving both convergence and robustness guarantees. Rigorous analysis further establishes global exponential stability of the target subspace. The results provide a scalable framework for robust and efficient measurement-based feedback control applicable to high-dimensional perturbed open quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 現実的な応用において、量子システムは、未知の初期状態、不正確な物理パラメータ、未モデル化の環境ノイズなど、必然的に重大な不確実性に直面する。 本稿では、初期状態や正確なシステムパラメータの事前知識を必要とせず、時間変化ハミルトン摂動と追加の散逸効果に対するロバスト性を実現する量子フィルタに基づくフィードバック安定化戦略を提案する。 提案したフィルタは、N がヒルベルト空間次元であるような全確率マスター方程式で要求される O(N^2) 変数とは対照的に、量子的非退化基底の系密度行列の対角要素に対応する O(N) 実変数のみを推定する。 この次元削減は、収束性と堅牢性の両方を保証しながら、リアルタイム計算とフィードバックの実装を大幅に単純化する。 厳密な解析により、ターゲット部分空間のグローバル指数安定性がさらに確立される。 その結果、高次元摂動量子システムに適用可能な、堅牢で効率的な計測に基づくフィードバック制御のためのスケーラブルなフレームワークが提供される。

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