实现多体量子动力学快速高保真最优控制
量子物理
2021-10-28 v5
摘要
我们通过将近期一种精确梯度最优控制方法应用于一个具有挑战性的多体问题——玻色-哈伯德模型中超流体到莫特绝缘体相变的跨越——来展示其效率。系统尺寸需要使用矩阵乘积态表示，而这与该算法的需求无缝结合。我们观测到 0.99–0.9999 范围内的保真度，其对应的最小过程时长估计显示出跨越数个数量级的指数型保真度-时长权衡。相应的最优解特征为跨越临界点的主导性线性扫掠，随后出现 bang-bang 类结构。这与早期无梯度优化所确定的平滑单调解颇为不同，后者在定位低过程时长高保真度区的高复杂度协议时受到阻碍。总体而言，该比较表明即便对理想开环设置下的多体系统也有显著的方法学改进。鉴于理想开环控制在实际实验中可能退化，我们讨论了将此种方法与闭环控制结合使用的优点——特别是，前者提取的高保真度物理见解可用于为后者构建实用的低维搜索空间。
引用
@article{arxiv.2008.06076,
title = {Achieving fast high-fidelity optimal control of many-body quantum dynamics},
author = {Jesper Hasseriis Mohr Jensen and Frederik Skovbo Møller and Jens Jakob Sørensen and Jacob Friis Sherson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.06076},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 9 figures. Content is partially a split revision of this V1 preprint arXiv:2005.09943v1