論文の概要: Measurement-based Initial Point Smoothing and Control Approach to Quantum Memory Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05586v1
• Date: Fri, 05 Dec 2025 10:16:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-13 22:40:56.989016
• Title: Measurement-based Initial Point Smoothing and Control Approach to Quantum Memory Systems
• Title（参考訳）: 測定に基づく初期点平滑化と量子メモリシステムへの制御手法
• Authors: Igor G. Vladimirov, Ian R. Petersen, Guodong Shi,
• Abstract要約: 本稿では,環境騒音下での量子情報を記憶する量子メモリシステムについて述べる。 初期条件からの逸脱を補うために、ハミルトニアン系の古典的パラメータは、測定ベースの古典的コントローラのアクチュエータ出力に影響される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.309206494917515
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper is concerned with a quantum memory system for storing quantum information in the form of its initial dynamic variables in the presence of environmental noise. In order to compensate for the deviation from the initial conditions, the classical parameters of the system Hamiltonian are affected by the actuator output of a measurement-based classical controller. The latter uses an observation process produced by a measuring apparatus from the quantum output field of the memory system. The underlying system is modelled as an open quantum harmonic oscillator whose Heisenberg evolution is governed by linear Hudson-Parthasarathy quantum stochastic differential equations. The controller is organised as a classical linear time-varying system, so that the resulting closed-loop system has quantum and classical dynamic variables. We apply linear-quadratic-Gaussian control and fixed-point smoothing at the level of the first two moments and consider controllers with a separation structure which involve a continuously updated estimate for the initial quantum variables. The initial-point smoother is used for actuator signal formation so as to minimise the sum of a mean-square deviation of the quantum memory system variables at a given time horizon from their initial values and an integral quadratic penalty on the control signal.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,環境騒音の存在下での初期動的変数の形で量子情報を格納する量子メモリシステムについて述べる。 初期条件からの逸脱を補うために、ハミルトニアン系の古典的パラメータは測定に基づく古典的制御装置のアクチュエータ出力に影響される。 後者は、メモリシステムの量子出力フィールドから測定装置によって生成された観察プロセスを使用する。 基底系は開量子調和振動子としてモデル化され、ハイゼンベルクの進化は線形Hudson-Parthasarathy量子確率微分方程式によって制御される。 コントローラは古典的線形時間変化系として構成され、結果として得られる閉ループ系は量子的および古典的動的変数を持つ。 本稿では,最初の2つのモーメントのレベルでの線形四元数-ガウス制御と固定点平滑化を適用し,初期量子変数に対する連続的に更新された推定値を含む分離構造を持つ制御器について考察する。 初期点平滑化器は、所定の時間地平線における量子メモリ系変数の平均2乗偏差の和をその初期値から最小化し、制御信号に対する積分2次ペナルティを最小化するアクチュエータ信号形成に使用される。

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