arXiv cs.LG

特異点のない動的不変量に基づく量子制御

Singularity-free dynamical invariants-based quantum control

http://arxiv.org/abs/2510.15340v1


量子技術において、状態準備は計算、通信、センシングなどの応用を支える重要な要素です。特に非マルコフオープン量子システムでは、環境の記憶やモデルの不確実性が高忠実度の制御の達成において大きな課題となります。本研究では、任意のノイズ条件下での単一量子ビットの状態準備のための一般化された不変量に基づくプロトコルを提案します。制御は二段階で行われ、まず閉じた系で完璧な状態準備を達成する有界パルスのファミリーを構築し、次にノイズの影響を最小化する最適なパルスを特定します。このフレームワークは、特定されたノイズおよび未特定のノイズ両方に対応し、ロバストさを保ちながら高忠実度の状態準備を実現可能にします。数値シミュレーションにより、さまざまなターゲットに対して高忠実度の状態準備を示し、実用的な制御フィールドを生成します。特異点のないこのフレームワークは、現実的なオープンシステムにおける不変量に基づく制御を広げ、非マルコフ動態を示すNISQハードウェアや他のプラットフォームにおけるロバストな量子状態エンジニアリングへの多様な経路を提供します。