論文の概要: Quantum optimal control of steady orbits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.15383v2
• Date: Tue, 16 Jun 2026 14:47:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-17 15:01:46.731554
• Title: Quantum optimal control of steady orbits
• Title（参考訳）: 定常軌道の量子最適制御
• Authors: Shebha Anandhi Jegadeesan, Yujie Zhao, Robert Hunter, Hassane El Mkami, Maximilian Keitel, Callum Musselwhite, Graham Smith, Guinevere Mathies, Ilya Kuprov,
• Abstract要約: 我々は、散逸的な量子システムを、ユーザーが特定した経路点を通過する安定した軌道へと導く制御シーケンスを見つける。 形式主義はフロケ=リンドブラッド状態工学や実効ハミルトニアン理論とは異なる。 それは、散逸した量子システムを、ユーザーが特定した経路点を通過する安定した軌道へと導く制御シーケンスを見つける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5073819606581198
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Periodically driven dissipative systems can settle into steady orbits - fixed loops on their dynamical manifolds. In quantum mechanics, steady orbits occur in cooling engines (used to initialise quantum devices), coherent oscillators (such as lasers and masers), precision metrology devices (atomic clocks, optical and spin magnetometers), and magnetic resonance (steady state free precession, dynamic nuclear polarisation). Steady orbits and stroboscopic steady states are a promising target for quantum optimal control, but the numerical complexity is prohibitive: the infinite loop defeats gradient ascent pulse engineering (GRAPE) which relies on explicit numerical propagation in the time domain. Here we propose an efficient quantum control strategy for stroboscopic steady states and limit cycles that are approached asymptotically when a control sequence is repeated infinitely many times. The formalism is different from Floquet-Lindblad state engineering and effective Hamiltonian theories: it finds control sequences that drive a dissipative quantum system towards a steady orbit passing through user-specified waypoints. The software implementation (same numerical complexity scaling as GRAPE) is done for the Spinach library.
• Abstract（参考訳）: 周期的に駆動される散逸系は、その力学多様体上の固定ループである定常軌道に落ち着くことができる。 量子力学において、定常軌道は冷却エンジン(初期化に使用される)、コヒーレント発振器(レーザーやメーザーなど)、精密メトロジー装置(原子時計、光学およびスピン磁力計)、磁気共鳴(定常状態自由偏極、動的核偏極)で発生する。 定常軌道とストロボスコープ定常状態は量子最適制御の有望な目標であるが、数値複雑性は禁じられている:無限ループは時間領域における明示的な数値伝播に依存する勾配上昇パルス工学(GRAPE)を破る。 本稿では、制御シーケンスが無限に繰り返される場合に漸近的にアプローチされるストロボスコープ定常状態と制限サイクルに対する効率的な量子制御戦略を提案する。 フォーマリズムは、フロケ=リンドブラッド状態工学や実効的なハミルトン理論とは異なっている: 散逸性量子系を、ユーザーが特定した経路点を通過する安定した軌道へと導く制御シーケンスを見つける。 ソフトウェア実装(GRAPEのような数値複雑性スケーリング)はSpinachライブラリに対して行われる。

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