論文の概要: Qubit reset beyond the Born-Markov approximation: optimal driving to overcome polaron formation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09914v1
• Date: Tue, 10 Mar 2026 17:09:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.49174
• Title: Qubit reset beyond the Born-Markov approximation: optimal driving to overcome polaron formation
• Title（参考訳）: ボルン・マルコフ近似を超えたクビットリセット:ポーラロン形成を克服するための最適駆動
• Authors: Carlos Ortega-Taberner, Eoin O'Neill, Paul Eastham,
• Abstract要約: ビットは通常、低温環境に結合することで既知の状態にリセットされる。 数値的に正確なテンソルネットワーク法を用いたボルン・マルコフ近似以外の量子ビットリセットについて検討する。 以上の結果から,リセット速度と忠実度に対する制限が克服可能であること,時間依存運転がシステム環境相関と逆ポラロン生成を制御できることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Qubits are typically reset into a known state by coupling them to a low-temperature environment. When treated in the Born-Markov approximation such couplings produce exponential relaxation to equilibrium, giving high reset fidelities limited only by temperature. We investigate qubit reset beyond this approximation, using numerically exact tensor network methods and the time-dependent variational principle, focussing on a spin-boson model describing a transmon qubit coupled to a resistor. Beyond the Born-Markov approximation the reset fidelity becomes limited by the buildup of system-environment correlations which corresponds to the formation of a polaron. We implement numerical optimal control to find time-dependent qubit Hamiltonians which overcome this limitation by steering the dynamics of the correlated system-environment state. The optimal controls becomes more effective when the environment is filtered to span a smaller spectral range, and remain effective when the multilevel nature of the transmon is considered. A related paper [C. Ortega-Taberner, E. O'Neill and P. R. Eastham, arXiv:XXXX.XXXX] addresses the complementary case of control via a time-dependent system-environment coupling. Our results show how limitations on reset speed and fidelity can be overcome, and how time-dependent driving can steer system-environment correlations and reverse polaron formation.
• Abstract（参考訳）: ビットは通常、低温環境に結合することで既知の状態にリセットされる。 ボルン・マルコフ近似で処理すると、そのようなカップリングは平衡に指数的緩和をもたらし、温度のみに制限された高いリセット忠実度を与える。 我々は,この近似を超えた量子ビットリセットを,数値的に正確なテンソルネットワーク法と時間依存性の変動原理を用いて検討し,抵抗に結合したトランペット量子ビットを記述するスピンボソンモデルに着目した。 ボルン・マルコフ近似を超えて、リセット忠実度はポラロンの形成に対応するシステム環境相関の蓄積によって制限される。 この制限を克服する時間依存量子ハミルトニアンを求めるために,相関したシステム環境状態のダイナミクスを操り,数値的最適制御を実装した。 最適制御は、環境がより小さいスペクトル範囲でフィルターされるとより効果的になり、トランスモンのマルチレベルの性質が考慮されるときでも有効である。 関連する論文 (C. Ortega-Taberner, E. O'Neill, P. R. Eastham, arXiv:XXXX.XXXX] は、時間依存のシステム環境結合による制御の相補的なケースに対処する。 以上の結果から,リセット速度と忠実度に対する制限が克服可能であること,時間依存運転がシステム環境相関と逆ポラロン生成を制御できることが示唆された。

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