論文の概要: Trotterized Variational Quantum Control for Spin-Chain State Transfer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.09684v1
- Date: Fri, 14 Nov 2025 01:04:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-14 22:53:22.414876
- Title: Trotterized Variational Quantum Control for Spin-Chain State Transfer
- Title（参考訳）: スピン鎖状態伝達のための変分量子制御
- Authors: Nahid Binandeh Dehaghani, Rafal Wisniewski, A. Pedro Aguiar,
- Abstract要約: スピン鎖における高忠実度状態伝達を目的とした量子最適制御のためのハイブリッド変分フレームワークを提案する。
本研究では,スライスあたりの共有パラメータの少ないコンパクトなグローバルスキームと,サイトワイズ角度の局所スキームの2つのパラメータ化について検討する。
その結果、表現性-安定性のトレードオフを明確にし、ノイズ中間量子(NISQ)互換制御合成へのスケーラブルな経路を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.033424698590539
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a hybrid variational framework for quantum optimal control aimed at high-fidelity state transfer in spin chains. The system dynamics are discretized and compiled into a parameterized circuit, where deterministic two-qubit blocks implement the drift interactions, while trainable on-site RZ rotations encode the control inputs. We study two parameterizations: a compact global scheme with a small number of shared parameters per slice, and a local scheme with site-wise angles. Using a Sequential Least Squares Quadratic Programming (SLSQP) optimization to minimize infidelity, simulations on XXZ spin chains show that both parameterizations can achieve near-unit fidelities in the noiseless regime. Under depolarizing noise, the global scheme provides improved robustness for comparable circuit depth and iteration budgets. The results make explicit an expressivity-stability trade-off and suggest a scalable route to Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) compatible control synthesis.
- Abstract（参考訳）: スピン鎖における高忠実度状態伝達を目的とした量子最適制御のためのハイブリッド変分フレームワークを提案する。
システムダイナミクスは離散化され、パラメータ化された回路にコンパイルされ、決定論的2量子ビットブロックはドリフト相互作用を実装し、オンサイトRZローテーションは制御入力を符号化する。
本研究では,スライスあたりの共有パラメータの少ないコンパクトなグローバルスキームと,サイトワイズ角度の局所スキームの2つのパラメータ化について検討する。
SLSQP(Sequential Least Squares Quadratic Programming)の最適化を用いて不忠実さを最小化し、XXZスピンチェインのシミュレーションにより、両方のパラメータ化がノイズのない状態においてほぼ単位の忠実さを達成できることが示されている。
分極ノイズの下では、グローバルスキームは、同等の回路深さとイテレーション予算に対して堅牢性を向上させる。
その結果、表現性-安定性のトレードオフを明確にし、ノイズ中間スケール量子(NISQ)互換制御合成へのスケーラブルな経路を提案する。
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