論文の概要: Resource-bounded controllability benchmarking of open quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.10789v1
• Date: Tue, 11 Aug 2026 10:50:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-12 19:14:46.009623
• Title: Resource-bounded controllability benchmarking of open quantum systems
• Title（参考訳）: 開量子系の資源有界制御性ベンチマーク
• Abstract要約: 本稿では,オープン量子システムにおける現実的な制御性を評価するための資源境界フレームワークを開発する。 このフレームワークは、クローズド・システム、古典的ノイズ、および量子+古典的ノイズのダイナミクスの組み合わせの下で駆動された量子ビットに対して実証される。 その結果、有限制御資源とオープンシステムノイズが、選択したパルスファミリーで達成可能なゲート性能を協調的に制限することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper develops a resource-bounded framework for evaluating practical controllability in open quantum systems using a trained graybox response model. Rather than treating controllability as a binary property of an idealised Hamiltonian model, the proposed approach evaluates the best-achievable process fidelity over a finite, hardware-realisable pulse family under explicit control constraints. The graybox model retains the known coherent dynamics while learning control-dependent open-system distortions from pulse-response data. The resulting surrogate predictions are used to reconstruct the implemented processes and compare them with Haar-random target gates. Practical controllability is then characterised through the distribution of best-achievable infidelities and an area-based summary metric. The framework is demonstrated for a driven qubit under closed-system, classical-noise, and combined quantum-plus-classical-noise dynamics, with pulse amplitude and inverse Gaussian width used as the control-resource coordinates. The results show how finite control resources and open-system noise jointly constrain the gate performance attainable by the chosen pulse family.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、学習されたグレーボックス応答モデルを用いて、オープン量子システムにおける現実的な制御性を評価するためのリソースバウンドフレームワークを開発する。 理想化されたハミルトンモデルの二元性として制御可能性を扱うのではなく, ハードウェア対応可能な有限個のパルス系列上での最も達成可能なプロセス忠実度を, 明示的な制御制約の下で評価する。 グレーボックスモデルは、パルス応答データから制御依存のオープンシステム歪みを学習しながら、既知のコヒーレントダイナミクスを保持する。 結果として生じる代理予測は、実装されたプロセスを再構築し、Haar-randomターゲットゲートと比較するために使用される。 実践的な可制御性は、最も達成可能な不忠実度と面積に基づく要約尺度の分布によって特徴づけられる。 このフレームワークは、クローズド・システム、古典的ノイズ、および制御リソース座標として使用されるパルス振幅と逆ガウス幅を組み合わせた量子+古典的ノイズダイナミクスの下で駆動された量子ビットに対して実証される。 その結果、有限制御資源とオープンシステムノイズが、選択したパルスファミリーで達成可能なゲート性能を協調的に制限することを示す。

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