論文の概要: High-order dynamical decoupling in the weak-coupling regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.05343v1
- Date: Thu, 05 Feb 2026 06:10:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-06 18:49:08.781888
- Title: High-order dynamical decoupling in the weak-coupling regime
- Title(参考訳): 弱結合状態における高次動的疎結合
- Authors: Leeseok Kim, Milad Marvian,
- Abstract要約: 弱い結合状態における任意のシステムバス相互作用のスキームを提案する。
k$ローカルなシステムバス相互作用を持つ$n$-qubit系に対して、$mathcalO(nk-1K)$-pulse列を得る。
同じ数のパルスに対して、我々の配列は弱い結合状態において最先端の擬似DDより優れていることを観察する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.4870012761464388
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce a high-order dynamical decoupling (DD) scheme for arbitrary system-bath interactions in the weak-coupling regime. Given any decoupling group $\mathcal G$ that averages the interaction to zero, our construction yields pulse sequences whose length scales as $\mathcal{O}(|\mathcal G| K)$, while canceling all error terms linear in the system-bath coupling strength up to order $K$ in the total evolution time. As a corollary, for an $n$-qubit system with $k$-local system-bath interactions, we obtain an $\mathcal{O}(n^{k-1}K)$-pulse sequence, a significant improvement over existing schemes with $\mathcal{O}(\exp(n))$ pulses (for $k=\mathcal{O}(1)$). The construction is obtained via a mapping to the continuous necklace-splitting problem, which asks how to cut a multi-colored interval into pieces that give each party the same share of every color. We provide explicit pulse sequences for suppressing general single-qubit decoherence, prove that the pulse count is asymptotically optimal, and verify the predicted error scaling in numerical simulations. For the same number of pulses, we observe that our sequences outperform the state-of-the-art Quadratic DD in the weak-coupling regime. We also note that the same construction extends to suppress slow, time-dependent Hamiltonian noise.
- Abstract(参考訳): 弱い結合状態における任意のシステム-バス相互作用に対する高次動的疎結合(DD)方式を提案する。
ゼロとの相互作用を平均化するデカップリング群 $\mathcal G$ が与えられた場合、我々の構成では、長さが $\mathcal{O}(|\mathcal G| K)$ となるパルス列が生成される。
座標系として、$k$-局所系-バス相互作用を持つ$n$-qubit系に対して、$\mathcal{O}(n^{k-1}K)$-pulse列が得られ、$\mathcal{O}(\exp(n))$パルス($k=\mathcal{O}(1)$)の既存のスキームよりも大幅に改善される。
この構成は、連続ネックレス分割問題への写像を通して得られ、色ごとに同じシェアを与える複数の色間隔をカットする方法を問う。
一般の単一ビットデコヒーレンスを抑制するための明示的なパルスシーケンスを提供し、パルスカウントが漸近的に最適であることを証明し、数値シミュレーションで予測されたエラースケーリングを検証する。
同じ数のパルスに対して、我々の配列は弱い結合状態において最先端の擬似DDより優れていることを観察する。
また、同じ構造が、遅い時間依存のハミルトンノイズを抑制するよう拡張されていることに留意する。
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