論文の概要: Analytic Approach to Quantum Control Using Quantum Signal Processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.26085v1
• Date: Wed, 24 Jun 2026 17:56:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-25 17:05:30.421895
• Title: Analytic Approach to Quantum Control Using Quantum Signal Processing
• Title（参考訳）: 量子信号処理を用いた量子制御の解析的アプローチ
• Authors: Aishwarya Majumdar, John M. Martyn, Yuan Liu, Nathan Wiebe,
• Abstract要約: 量子アルゴリズムは、単体および非単体変換を実装するための厳密なエラー保証を提供する。 QSP-Controlは、量子ビットオシレータダイナミクスの量子制御のための分析フレームワークである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.52716230518765
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Realizing coherent quantum computation requires precise and robust manipulation of quantum systems through quantum control protocols. Most quantum control techniques rely on heuristic methods for designing the driving pulses that steer the system towards a target state. Such methods are often based on brute-force optimization and offer limited understanding of the solution landscape. In contrast, quantum algorithms offer a rich body of analytical methods with rigorous error guarantees for implementing unitary and non-unitary transformations, which suggests a promising direction for developing new approaches to quantum control. Among various such algorithms, quantum signal processing (QSP) has emerged as a powerful framework for quantum algorithm design, implementation, and optimization. However, its potential for quantum control remains largely unexplored. In this work, we establish QSP-Control, an analytical framework for quantum control of qubit-oscillator dynamics. We focus on dispersively coupled qubit-oscillator systems and employ the QSP formalism to mitigate unwanted nonlinear effects arising from cross-Kerr interactions. In addition, we develop constructions for precise manipulation of Fock states by designing Fock-state-selective operators, based on structural parallels between the Jaynes-Cummings interaction and QSP. These findings demonstrate how several practically relevant problems in quantum control can be mapped to forms amenable to QSP, offering both a systematic design framework and an interpretable perspective on quantum control.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント量子計算を実現するには、量子制御プロトコルによる量子システムの精密かつ堅牢な操作が必要である。 ほとんどの量子制御技術は、ターゲット状態に向けてシステムを操る駆動パルスを設計するためのヒューリスティックな手法に依存している。 このような手法は、しばしばブルートフォース最適化に基づいており、解のランドスケープを限定的に理解する。 対照的に、量子アルゴリズムは、一元的および非単元的変換を実装するための厳密なエラー保証を備えた分析手法のリッチボディを提供しており、量子制御への新しいアプローチを開発するための有望な方向を示唆している。 このようなアルゴリズムの中で、量子信号処理(QSP)は量子アルゴリズムの設計、実装、最適化のための強力なフレームワークとして登場した。 しかし、量子制御の可能性はほとんど解明されていない。 本研究では、量子ビットオシレータダイナミクスの量子制御のための分析フレームワークであるQSP-Controlを確立する。 我々は、分散結合量子ビットオシレータシステムに焦点をあて、クロスカー相互作用による不要な非線形効果を軽減するためにQSP形式を用いる。 さらに、Jaynes-Cummings 相互作用と QSP の並列構造に基づいて、フォック状態選択演算子を設計し、フォック状態の精密な操作のための構成を開発する。 これらの知見は、量子制御におけるいくつかの実用的な問題がどのようにQSPに対応可能な形式にマッピングできるかを示し、体系的な設計フレームワークと量子制御の解釈可能な視点の両方を提供する。

関連論文リスト

• VQC-MLPNet: An Unconventional Hybrid Quantum-Classical Architecture for Scalable and Robust Quantum Machine Learning [50.95799256262098]
  変分量子回路(VQC)は量子機械学習を約束するが、表現性、訓練性、耐雑音性の課題に直面している。 本稿では,VQCが学習中に古典多層パーセプトロンの第一層重みを生成するハイブリッドアーキテクチャであるVQC-MLPNetを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-12T01:38:15Z)
• Provably Robust Training of Quantum Circuit Classifiers Against Parameter Noise [49.97673761305336]
  ノイズは、信頼できる量子アルゴリズムを達成するための大きな障害である。 本稿では,パラメータ化量子回路分類器のロバスト性を高めるための雑音耐性学習理論とアルゴリズムを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-05-24T02:51:34Z)
• Learning agent-based approach to the characterization of open quantum systems [0.08496348835248901]
  我々は,オープンな量子モデル学習エージェント (oQMLA) フレームワークを導入し,Louvillianフォーマリズムによるマルコフ雑音を考慮した。 ハミルトン作用素とジャンプ作用素を同時に学習することにより、oQMLAは独立に系のコヒーレント力学と非コヒーレント力学の両方を捉える。 複雑化のシミュレーションシナリオにおける本実装の有効性を検証し,ハードウェアによる測定誤差に対するロバスト性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-09T16:25:17Z)
• Quantum control by the environment: Turing uncomputability, Optimization over Stiefel manifolds, Reachable sets, and Incoherent GRAPE [56.47577824219207]
  多くの現実的な状況において、制御された量子系は環境と相互作用する。 本稿では,環境を資源として利用したオープン量子システムの制御に関するいくつかの結果について概説する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-20T10:09:13Z)
• On-the-fly Tailoring towards a Rational Ansatz Design for Digital Quantum Simulations [0.0]
  量子デバイスで物理的に実現可能な低深さ量子回路を開発することが不可欠である。 我々は,最適なアンサッツを動的に調整できるアンサッツ構成プロトコルを開発した。 アンザッツの構成は、エネルギーソートと演算子の可換性事前スクリーニングによって並列量子アーキテクチャで実行される可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-07T11:22:01Z)
• Model-free Quantum Gate Design and Calibration using Deep Reinforcement Learning [7.683965448804695]
  モデルレス量子制御のための深層強化学習を用いた新しいトレーニングフレームワークを提案する。 提案するフレームワークは,制御プロセスの終了時の測定のみに依存し,最適制御ポリシーを見つける能力を提供する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-05T12:36:03Z)
• Synergy Between Quantum Circuits and Tensor Networks: Short-cutting the Race to Practical Quantum Advantage [43.3054117987806]
  本稿では,量子回路の初期化を最適化するために,古典計算資源を利用するスケーラブルな手法を提案する。 本手法は, PQCのトレーニング性, 性能を, 様々な問題において著しく向上させることを示す。 古典的コンピュータを用いて限られた量子資源を増強する手法を実証することにより、量子コンピューティングにおける量子と量子に着想を得たモデル間の相乗効果を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T15:24:03Z)
• High-fidelity tracking of the evolution of multilevel quantum states [0.0]
  量子制御のためのアルゴリズムはローレンツ変換群のスピノル表現を利用する。 適応量子測定の弱い摂動によるフィードバックは、量子システムの高精度な制御を実現することができることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-01-09T19:23:09Z)
• Circuit Symmetry Verification Mitigates Quantum-Domain Impairments [69.33243249411113]
  本稿では,量子状態の知識を必要とせず,量子回路の可換性を検証する回路指向対称性検証を提案する。 特に、従来の量子領域形式を回路指向安定化器に一般化するフーリエ時間安定化器(STS)手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-27T21:15:35Z)
• On exploring the potential of quantum auto-encoder for learning quantum systems [60.909817434753315]
  そこで我々は,古典的な3つのハードラーニング問題に対処するために,QAEに基づく効果的な3つの学習プロトコルを考案した。 私たちの研究は、ハード量子物理学と量子情報処理タスクを達成するための高度な量子学習アルゴリズムの開発に新たな光を当てています。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-29T14:01:40Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。