随机量子最优控制
量子物理
2026-07-12 v1
摘要
量子最优控制 (QOC) 旨在找到能最优地将量子系统引导至目标操作的控函数。我们引入了一个\emph{随机} QOC 框架，其中优化是在控制函数及其概率的集合上进行的，而不是在单一函数集上。使用此框架，我们证明了在相同资源约束下，随机 QOC 可以比任何确定性协议更快地达到目标精度。我们还开发了基于对称性的通用构造，将给定的控制转换为可以系统性减少误差的控制集合。我们针对 CNOT 实现对这些构造进行了基准测试，发现由此产生的随机协议二次方地抑制了优化确定性解的误差。此外，我们引入了随机 GRAPE，它将 GRAPE 推广为直接优化控制集合及其相关概率。最后，作为一个相关应用，我们讨论了增强对相干噪声鲁棒性的随机边界脉冲构造。
引用
@article{arxiv.2607.10946,
title = {Randomized Quantum Optimal Control},
author = {Leeseok Kim and Francisco Riberi and Kevin Baca and Milad Marvian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.10946},
year = {2026}
}