論文の概要: Quantum Optimal Control at Intermediate Times: Controlling Revivals in Spin Chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.28783v1
- Date: Thu, 30 Jul 2026 19:12:55 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-03 14:29:40.455584
- Title: Quantum Optimal Control at Intermediate Times: Controlling Revivals in Spin Chains
- Title（参考訳）: 中間時間における量子最適制御:スピン鎖のリバイバル制御
- Abstract要約: 量子最適制御(Quantum Optimal Control, QOC)プロトコルは、一般に最終目標時刻に物理目的を最大化する。
任意の中間時間で観測可能量の同時最適化を実現するため,QOCを拡張した。
本稿では,スピン励起の動的追跡とパルス後量子状態回復の能動的操作を実現する方法について述べる。
- 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: Standard Quantum Optimal Control (QOC) protocols typically maximize a physical objective just at a final target time. However, tracking or measuring the quantum state during the time evolution requires the control at intermediate stages of their evolution. In this work, we extend QOC to accommodate the simultaneous optimization of observables at arbitrary intermediate times. Using a variational approach, we show that intermediate observations induce discontinuities in the costate trajectory, which can be handled with a Krotov algorithm leading to monotonic optimization and convergent results in the limit of zero temporal measurement windows. We apply this multi-time formulation to a Heisenberg XXX spin chain to control the propagation, including field-free revivals, of a Dicke state excitation. Our results demonstrate that simultaneous optimization of the same observable reshapes the driving field to balance intermediate targets with final populations. Finally, we show how this framework enables dynamic tracking of spin excitations and the active manipulation of post-pulse quantum state revivals.
- Abstract（参考訳）: 標準量子最適制御(QOC)プロトコルは、通常最終目標時刻に物理目標を最大化する。
しかし、時間進化における量子状態の追跡または測定は、その進化の中間段階における制御を必要とする。
本研究では,任意の中間時間で観測可能量の同時最適化を実現するため,QOCを拡張した。
変動的手法を用いて、中間観測はコストト軌跡の不連続性を誘導し、Krotovアルゴリズムで処理し、単調な最適化と収束の結果がゼロ時間計測窓の限界となることを示す。
この多重時間定式化をハイゼンベルクXXXスピン鎖に適用し、ディック状態励起の場自由再生を含む伝播を制御する。
以上の結果から,同じ観測値の同時最適化は,最終個体群と中間目標のバランスをとるための駆動場を満足させることが示された。
最後に、このフレームワークがスピン励起の動的追跡とパルス後量子状態回復のアクティブな操作を可能にする方法を示す。
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