論文の概要: Time optimal quantum state engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.24781v1
• Date: Sat, 23 May 2026 23:49:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-26 19:50:18.432933
• Title: Time optimal quantum state engineering
• Title（参考訳）: 時間最適量子状態工学
• Authors: Sam Edmunds, Obinna Abah,
• Abstract要約: 我々は,光物質系における非古典的状態の工学に時間最適制御法を用いる。 我々は,Fock状態の決定論的生成と高度に絡み合ったSchrdinger猫状態の単位忠実度を示す。 本結果は,ハイブリッド量子プラットフォームにおける高速かつ非古典的な状態工学のための,効率的かつ実験的に実現可能なアプローチとして,時間最適制御を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The efficient generation of highly nonclassical quantum states is essential for emerging quantum technologies, yet it remains challenging due to decoherence and the long preparation times associated with conventional adiabatic protocols. Here, we employ time-optimal control methods based on the quantum brachistochrone formalism to engineer nonclassical states in light--matter systems described by the time-dependent Jaynes--Cummings and quantum Rabi models. We demonstrate the deterministic generation of Fock states and highly entangled Schrödinger cat states at unit fidelity, and characterize their nonclassical properties through joint Wigner phase-space distributions. We further show that the wind control generates these non-classical states at speed limit which leads to a reduced energetic cost and robustness against dissipation, relaxation, and dephasing across a broad range of environmental conditions. Our results establish time-optimal control as an efficient and experimentally feasible approach for fast and nonclassical state engineering in hybrid quantum platforms.
• Abstract（参考訳）: 高度非古典的量子状態の効率的な生成は、新興量子技術にとって不可欠であるが、デコヒーレンスと従来の断熱プロトコルに関連する長い準備時間のために、依然として困難である。 ここでは、時依存のJaynes-Cummingsと量子Rabiモデルによって記述された光・物質系における非古典的状態の創出のために、量子ブラキストロン形式に基づく時間最適制御法を用いる。 我々は、Fock状態の決定論的生成と高絡み合いのシュレーディンガー猫状態の単位忠実度を示し、その非古典的性質をウィグナー位相空間分布を通して特徴づける。 さらに、風力制御は、これらの非古典的状態を速度制限で生成し、様々な環境条件下での消散、緩和、脱落に対するエネルギーコストの低減とロバスト性をもたらすことを示す。 本結果は,ハイブリッド量子プラットフォームにおける高速かつ非古典的な状態工学のための,効率的かつ実験的に実現可能なアプローチとして,時間最適制御を確立した。

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