論文の概要: Pulse Quality Optimisation in Quantum Optimal Control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.25768v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 15:30:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-29 16:49:17.926348
• Title: Pulse Quality Optimisation in Quantum Optimal Control
• Title（参考訳）: 量子最適制御におけるパルス品質の最適化
• Authors: Dylan Lewis, Roeland Wiersema,
• Abstract要約: パルスを「良い」ものにするのは、その忠実さだけでなく、実験的な設定や関連するハードウェアの制約にも依存する。 高忠実性解が発見された後、制御パルスを改善するためのモデル非依存法であるカーネル最適化を用いた幾何量子制御(GECKO)を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7077661158850292
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum optimal control methods are widely used to design experimental control pulses such as laser amplitudes, phases, or detunings, that implement a target unitary evolution. In practice, what makes a pulse "good" depends not only on its fidelity, but also on the experimental setting and the relevant hardware constraints. Here, we introduce geometric quantum control with kernel optimisation (GECKO), a model-agnostic method for improving control pulses after a high-fidelity solution has been found. GECKO uses the Riemannian geometry of the special unitary group to identify directions in pulse space that leave the implemented unitary unchanged to first order, allowing one to traverse level sets of the control landscape while optimising a chosen differentiable pulse-quality function. We demonstrate GECKO on a transverse-field Ising Hamiltonian implementing CZ and CNOT gates, optimising pulse properties including spectral filtering, smoothness, robustness to parameter deviations, and pulse duration. In all cases, GECKO finds substantially improved pulse solutions.
• Abstract（参考訳）: 量子最適制御法は、ターゲットのユニタリ進化を実装するレーザー振幅、位相、あるいはデチューニングなどの実験的制御パルスを設計するために広く用いられている。 実際には、パルスを「良い」ものにするのは、その忠実さだけでなく、実験的な設定や関連するハードウェアの制約にも依存する。 本稿では、高忠実度解が発見された後、制御パルスを改善するためのモデルに依存しない制御法である、カーネル最適化を用いた幾何量子制御(GECKO)を導入する。 GECKO は特殊ユニタリ群のリーマン幾何学を用いて、実装されたユニタリ空間が一階に変化しないパルス空間の方向を識別し、選択可能なパルス品質関数を最適化しながらコントロールランドスケープのレベルセットを横切ることができる。 我々は、スペクトルフィルタリング、滑らか性、パラメータ偏差に対する堅牢性、パルス持続時間などのパルス特性を最適化し、CZおよびCNOTゲートを実装した横フィールドIsing Hamiltonian上でGECKOを実証する。 いずれの場合も、GECKOはパルス解を著しく改善する。

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