論文の概要: Efficient optimisation of multi-parameter quantum control protocols for strongly-coupled systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.19621v1
• Date: Tue, 21 Apr 2026 16:07:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-22 22:41:49.86025
• Title: Efficient optimisation of multi-parameter quantum control protocols for strongly-coupled systems
• Title（参考訳）: 強結合系に対するマルチパラメータ量子制御プロトコルの効率的な最適化
• Authors: Sion Meredith, Oliver Dudgeon, Wojciech Bukalski, Alistair J. Brash, Harry J. D. Miller, Thomas J. Elliott, Jake Iles-Smith,
• Abstract要約: 自動微分と非マルコフユニTEMPOアルゴリズムを組み合わせた高効率なフレームワークを提案する。 本手法を半導体量子ドットに適用し,マルチパルス励起スキームを最適化する。 これらの最適化されたプロトコルは、標準共振πパルスと2光子励起を一貫して上回ることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Achieving high-fidelity control in the presence of strong non-Markovian noise is critical for the optimization of emergent solid-state quantum devices. We present a highly efficient optimization framework that combines automatic differentiation with the non-Markovian uniTEMPO algorithm, enabling direct gradient-based optimization of complex objective functions. We apply this method to semiconductor quantum dots, optimizing multi-pulse excitation schemes: specifically Swing-UP of a Quantum EmmiteR (SUPER) and Floquet-engineered Two-Photon Excitation (FTPE) for single- and bi-exciton generation. Our approach yields high preparation fidelities within experimentally accessible parameter regimes. By integrating adiabatic rapid passage (ARP), we systematically enhance both SUPER and FTPE, demonstrating that these optimized protocols consistently outperform standard resonant pi-pulses and two-photon excitation. Notably, this performance gap widens at elevated temperatures, establishing the superior thermal robustness of our optimized multi-pulse strategies for real-world quantum hardware.
• Abstract（参考訳）: 強いマルコフノイズの存在下での高忠実性制御の実現は、創発的な固体量子デバイスの最適化に不可欠である。 我々は,非マルコフユニTEMPOアルゴリズムと自動微分を組み合わせ,複雑な対象関数の勾配に基づく直接最適化を可能にする,高効率な最適化フレームワークを提案する。 本手法を半導体量子ドットに適用し,マルチパルス励起方式,特に量子エミットR(SUPER)のSwing-UPとFloquet-Engineered Two-Photon Excitation(FTPE)を最適化した。 提案手法は, 実験的に利用可能なパラメーターレギュレーションにおいて, 高い調製精度が得られる。 Adiabatic rapid passage (ARP) を統合することで、SUPERとFTPEの両方を体系的に強化し、これらの最適化されたプロトコルが標準のπパルスと2光子励起より一貫して優れていることを示す。 特に、この性能ギャップは高温で広がり、現実の量子ハードウェアに最適化されたマルチパルス戦略の優れた熱的堅牢性を確立する。

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