論文の概要: A memory-information window in finite-duration quantum control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21380v1
• Date: Fri, 18 Sep 2026 06:45:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-21 18:40:16.884782
• Title: A memory-information window in finite-duration quantum control
• Title（参考訳）: 有限次量子制御におけるメモリ情報ウィンドウ
• Abstract要約: 環境騒音は量子系のデコヒーレンスとエラーの主な原因である。 有限デューレーションコヒーレント量子演算により、そのような環境記憶がどのように観測できるかを考察する。
• 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: Environmental noise is a major source of decoherence and errors in quantum systems. In a non-Markovian environment, the noise has a finite correlation time, and the system can retain information about its previous interactions with the environment. Here, we investigate how such environmental memory can be observed through a finite-duration coherent quantum operation. Coherent control dynamically reshapes the stochastic coupling operator and thereby changes how two-time noise correlations affect the quantum process. For Ornstein-Uhlenbeck noise, we show analytically that two different limits reduce the information on the correlation time. In the short-memory limit, the leading dynamics depend on the integrated-noise combination σ/τc, where σ is the noise variance and τc is the correlation time, making these parameters locally degenerate. In the long-memory limit, the stochastic field becomes quasi-static during the operation, and sensitivity to the correlation time is suppressed. Exact stochastic simulations for a driven single-qubit Xπ rotation and a two-qubit exchange gate show that independent correlation-time information becomes largest between these limits, when the environmental and control timescales are comparable. Noncommuting controls enhance this information, whereas commuting controls do not. Simulations at different gate durations tg further show that the information window approximately follows the dimensionless correlation ratio τc/tg. These results provide a timescale-matching principle for probing finite-correlation non-Markovian noise with coherent quantum control.
• Abstract（参考訳）: 環境騒音は量子系のデコヒーレンスとエラーの主な原因である。 非マルコフ環境では、ノイズは有限の相関時間を持ち、システムは環境との以前の相互作用に関する情報を保持することができる。 本稿では,有限デューレーションコヒーレント量子演算により,そのような環境記憶がどのように観測されるかを検討する。 コヒーレント制御は確率的結合作用素を動的に再応答し、2時間ノイズ相関が量子過程にどのように影響するかを変更する。 Ornstein-Uhlenbeckノイズに対して、2つの異なる制限が相関時間に関する情報を減少させることを解析的に示す。 ショートメモリの極限では、リードダイナミクスは統合ノイズ結合σ/τcに依存し、σはノイズ分散、τcは相関時間であり、これらのパラメータは局所的に退化する。 長期記憶限界では、動作中に確率場が準定常となり、相関時間に対する感度が抑制される。 駆動シングルキュービットXπ回転と2キュービット交換ゲートの厳密な確率シミュレーションは、環境と制御の時間スケールが同等である場合、これらの制限の間に独立な相関時間情報が最大になることを示している。 非交換制御はこれらの情報を強化するが、通勤制御はそうではない。 さらに、異なるゲート期間tgでのシミュレーションにより、情報ウィンドウは次元のない相関比τc/tgにほぼ従っていることを示す。 これらの結果は、有限相関非マルコフ雑音とコヒーレント量子制御の時間スケールマッチング原理を提供する。

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