最优消噪绝热捷径：在含噪马约拉纳基门中的应用

马约拉纳零模的绝热编织可用于拓扑保护的量子信息处理。尽管这些系统对许多环境扰动极为鲁棒，却易受高频分量噪声的影响。讽刺的是，绝热所需更慢的过程会使更多噪声诱导的激发累积，导致反绝热行为，在存在某些噪声时限制马约拉纳门的精度。在最近的一篇论文 [Phys. Rev. B 96, 075158 (2017)] 中，提出了快速最优协议作为实现与绝热编织相同幺正操作的捷径。这些捷径在无噪声时牺牲拓扑保护，但因更短的演化时间提供了性能增益和对噪声的显著鲁棒性。然而，针对消失噪声优化的门在存在噪声时是次优的。如果我们事先知道噪声强度，能否设计出针对现有不可避免噪声优化的协议，从而有效纠正噪声诱导的误差？我们在本文中解决此问题。我们使用模拟退火蒙特卡洛模拟找到了此类最优协议。我们充分表征的数值发现的脉冲形状与庞特里亚金极小值原理一致，这使我们能任意改进近似数值结果（因离散化和不完美收敛）并获得数值精确的最优协议。对于消失噪声，协议为 bang-bang（突然淬灭的序列），但在乘性噪声存在时因控制演化的主方程的非线性而包含连续段。我们发现此类噪声优化协议完全消除了上述反绝热行为。