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量子多体系における時間最適制御理論の構築

量子多体系统时间最优控制理论的构建

基本信息

批准号：
19J13010
负责人：
若村浩明
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13010/
关键词：
量子力学量子情報科学量子制御時間最適制御最大値原理

项目摘要

我々は、量子系の時間最適制御を得るための基礎理論を構築した。まず我々は任意の量子系にPontryaginの最大値原理を適用し、時間最適制御が満たすべき条件を一般的な形で導いた。次に、その条件を自明に満たす特異制御というクラスの制御に対して最大値原理を超えて、最適性の必要条件を与えた。そしてこれらの理論を一般的な量子系に対して適用し、時間最適な量子制御の一般的な構造について議論した。本結果は、基礎・応用の両面で大きな意義がある。応用研究としては、高速な量子情報処理の実現に役立つ。本結果はどのような物理系や実験的設定の下でも時間最適制御を導くための方策を与えている。量子計算機の構成要素である量子ゲートやサブルーチンの時間最適な設計は、高速な量子計算の実現に大きく寄与すると考えられる。基礎研究としての本結果は、あらゆる系に対して原理的な最小時間を求めるための方策を与えた点で、時間とエネルギーの不確定性関係や量子速度限界の研究と深く関連する。しかしそれだけでなく、時間最適制御の中で特異制御がどのような役割を果たすかを明らかにしたことは意義深い。なお本研究の当初の目的は量子多体系における時間最適制御理論の構築であったが、その遂行にはまず本研究が必要不可欠であった。当初の予定では多体系の時間最適制御を平均場近似の下で解くことを目指していた。しかし、先行研究で与えられていた時間最適制御理論はこの問題を解く上では不十分であった。特にそこでは特異制御が最適な制御として現れることも明らかとなった。これらが、本研究を行う必要が生じた理由である。ただし結果として得られた結果は、幅広い研究分野へ影響を与える大きな成果であると考える。

We have obtained the most advanced basic theories and theories in the quantum system in recent years. We use any quantum system to use the Pontryagin maximum principle and the most efficient system in time to determine the general conditions of the system. The second and second conditions are self-evident that they are specially designed to control the principle of "maximum", "super", "most necessary conditions" and "maximum". The general theory of quantum theory, the general quantum system, the most efficient quantum system in time, the general theory of quantum theory, and the most efficient quantum system in time. In this article, we use the word "noodle" to mean "noodle". With the use of research and research, high-speed quantum situation is reasonable, and it is now in service. This result examines the settings of the Physics Department to determine the most effective time to control the policy and performance of the physics department. The key elements of the quantum computing machine are the most reliable design of the transmission time, the high-speed quantum computing system, the high-speed quantum computing system and the high-speed quantum computing system. The basic research is based on the basic results of the basic research, the minimum time analysis of the principles of computer science and technology, and the study of quantum speed limits in terms of time, uncertainty and uncertainty. It is necessary to make a special system to control the operation of the train in the middle of the day, and to make it clear that the meaning is profound. The purpose of this study is to make sure that it is necessary to use the quantum multi-system theory to analyze the time limit of the quantum multi-system system. At the beginning, it was assumed that the optimal system average field of multi-system systems was similar to that of multi-system systems. It is not very difficult to solve the problem in the theory of the most advanced system in the time of the first study. This is the most important thing to make and control the most important information. It is necessary to give birth to the reasons for this study. The results show that there is a difference between the results of the study and the results of the study.