通过贝叶斯实验设计实现Transmon qutrit的可辨识性与表征

量子系统的鲁棒控制对于充分利用当前噪声量子硬件（如量子算法）的潜力至关重要。为实现这一目标，对任何给定实验系统搜索最优控制至关重要。最优控制脉冲的设计需要精确的数值模型，因此需要精确表征系统参数。我们提出了一种用于qutrit系统量子表征的在线贝叶斯方法，该方法自动且系统地识别提供系统参数最大信息量的最优实验，从而大大减少需要在量子测试平台上进行的实验次数。与大多数提供参数点估计的表征协议不同，所提出的方法能够估计参数的概率分布。在每次实验由参数化控制脉冲定义的测试问题上，演示了贝叶斯实验设计技术的适用性。此外，我们还提出了一种迭代脉冲扩展方法，该方法在跃迁频率和相干时间的不确定性以及散粒噪声下具有鲁棒性，尽管初始化为宽无信息先验。此外，我们提供了模型参数理论可辨识性的数学证明，并给出了参数可辨识的量子态条件。可辨识性的证明和条件分别使用薛定谔方程和林德布拉德主方程针对封闭和开放量子系统给出。