Optimizarea impulsurilor de control binar pentru sistemele cuantice

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Xinyu Fei¹, Lucas T. Brady², Jeffrey Larson³, Sven Leyffer³, și Siqian Shen¹

¹Departamentul de Inginerie Industrială și Operațională, Universitatea din Michigan la Ann Arbor
²Centrul comun pentru informații cuantice și informatică, NIST/Universitatea din Maryland
³Divizia de Matematică și Informatică, Laboratorul Național Argonne

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Controlul cuantic își propune să manipuleze sistemele cuantice către stări cuantice specifice sau operații dorite. Proiectarea unor pași de control extrem de precisi și eficienți este de o importanță vitală pentru diverse aplicații cuantice, inclusiv minimizarea energiei și compilarea circuitelor. În această lucrare ne concentrăm pe probleme de control cuantic binar discret și aplicăm diferiți algoritmi și tehnici de optimizare pentru a îmbunătăți eficiența computațională și calitatea soluției. Mai exact, dezvoltăm un model generic și îl extindem în mai multe moduri. Introducem o funcție de penalizare $L_2$ pătrată pentru a gestiona constrângerile laterale suplimentare, pentru a modela cerințele, cum ar fi permiterea a cel mult unui control să fie activ. Introducem un regulator de variație totală (TV) pentru a reduce numărul de comutatoare din control. Modificăm popularul algoritm de inginerie a impulsurilor de ascensiune în gradient (GRAPE), dezvoltăm un nou algoritm al metodei de direcție alternativă a multiplicatorilor (ADMM) pentru a rezolva relaxarea continuă a modelului penalizat și apoi aplicăm tehnici de rotunjire pentru a obține soluții de control binar. Propunem o metodă modificată de regiune de încredere pentru a îmbunătăți în continuare soluțiile. Algoritmii noștri pot obține rezultate de control de înaltă calitate, așa cum au demonstrat studiile numerice pe diverse exemple de control cuantic.

Imagine prezentată: Valorile obiective și valorile regulatorului TV ale rezultatelor controlului binar pentru problema de minimizare a energiei într-un sistem cuantic cu 6 qubiți.

Rezumat popular

Această lucrare dezvoltă metode de optimizare care îmbunătățesc valorile numerice
eficiența și calitatea soluției la rezolvarea problemelor de control binar cuantic.
Aceste metode pot fi utilizate pentru manipularea sistemelor cuantice către anumite
stări cuantice sau operații dorite și sunt de o importanță vitală pentru diverse
aplicații cuantice, inclusiv minimizarea energiei și compilarea circuitelor.

► Date BibTeX

@article{Fei2023binarycontrolpulse, doi = {10.22331/q-2023-01-04-892}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-01-04-892}, titlu = {Binar { C}ontrol {P}ulse {O}ptimizare pentru {Quantum {S}sisteme}, autor = {Fei, Xinyu și Brady, Lucas T. și Larson, Jeffrey și Leyffer, Sven și Shen, Siqian}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editor = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volum = {7}, pagini = {892}, luna = ianuarie, anul = {2023} }

► Referințe

[1] Herschel Rabitz, Regina De Vivie-Riedle, Marcus Motzkus și Karl Kompa. Unde este viitorul controlării fenomenelor cuantice? Science, 288 (5467): 824–828, 2000. 10.1126/science.288.5467.824.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.288.5467.824

[2] J. Werschnik și EKU Gross. Teoria controlului optim cuantic. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 40 (18): R175–R211, 2007. 10.1088/0953-4075/40/18/r01.
https://doi.org/10.1088/0953-4075/40/18/r01

[3] Constantin Brif, Raj Chakrabarti și Herschel Rabitz. Controlul fenomenelor cuantice: Trecut, prezent și viitor. New Journal of Physics, 12: 075008, 2010. 10.1088/1367-2630/12/7/075008.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/12/7/075008

[4] Shenghua Shi, Andrea Woody și Herschel Rabitz. Controlul optim al excitației vibraționale selective în moleculele de lanț liniar armonic. Journal of Chemical Physics, 88 (11): 6870–6883, 1988. 10.1063/1.454384.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.454384

[5] Anthony P. Peirce, Mohammed A. Dahleh și Herschel Rabitz. Controlul optim al sistemelor mecanice cuantice: existență, aproximare numerică și aplicații. Physical Review A, 37 (12): 4950–4964, 1988. 10.1103/PhysRevA.37.4950.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.37.4950

[6] Shenghua Shi și Herschel Rabitz. Excitare selectivă în sisteme moleculare armonice prin câmpuri proiectate optim. Chemical Physics, 139 (1): 185–199, 1989. 10.1016/0301-0104(89)90011-6.
https://doi.org/10.1016/0301-0104(89)90011-6

[7] R. Kosloff, SA Rice, P. Gaspard, S. Tersigni și DJ Tannor. Wavepacket Dancing: atingerea selectivității chimice prin modelarea impulsurilor luminoase. Chemical Physics, 139 (1): 201–220, 1989. 10.1016/0301-0104(89)90012-8.
https://doi.org/10.1016/0301-0104(89)90012-8

[8] W. Jakubetz, J. Manz și HJ Schreier. Teoria impulsurilor laser optime pentru tranziții selective între stările proprii moleculare. Chemical Physics, 165 (1): 100–106, 1990. 10.1016/0009-2614(90)87018-M.
https://doi.org/10.1016/0009-2614(90)87018-M

[9] Navin Khaneja, Timo Reiss, Cindie Kehlet, Thomas Schulte-Herbrüggen și Steffen J. Glaser. Controlul optim al dinamicii spinului cuplat: Proiectarea secvențelor de impulsuri RMN prin algoritmi de ascensiune cu gradient. Journal of Magnetic Resonance, 172 (2): 296–305, 2005. 10.1016/j.jmr.2004.11.004.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.jmr.2004.11.004

[10] Alexey V. Gorshkov, Tommaso Calarco, Mikhail D. Lukin și Anders S. Sørensen. Stocarea fotonilor în medii atomice dense optic de tip $Lambda$, IV: Control optim folosind ascensiunea în gradient. Physical Review A, 77: 043806, 2008. 10.1103/physreva.77.043806.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.77.043806

[11] RMW van Bijnen și T. Pohl. Magnetismul cuantic și ordonarea topologică prin pansament Rydberg lângă rezonanțe Förster. Physical Review Letters, 114 (24): 243002, 2015. 10.1103/physrevlett.114.243002.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.114.243002

[12] José P. Palao și Ronnie Kosloff. Calcul cuantic printr-un algoritm de control optim pentru transformări unitare. Physical Review Letters, 89 (18): 188301, 2002. 10.1103/PhysRevLett.89.188301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.89.188301

[13] José P. Palao și Ronnie Kosloff. Teoria controlului optim pentru transformări unitare. Physical Review A, 68 (6): 062308, 2003. 10.1103/PhysRevA.68.062308.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.062308

[14] Simone Montangero, Tommaso Calarco și Rosario Fazio. Porți cuantice optime robuste pentru qubiții de încărcare Josephson. Physical Review Letters, 99 (17): 170501, 2007. 10.1103/PhysRevLett.99.170501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.99.170501

[15] Matthew Grace, Constantin Brif, Herschel Rabitz, Ian A. Walmsley, Robert L. Kosut și Daniel A. Lidar. Controlul optim al porților cuantice și suprimarea decoerenței într-un sistem de particule cu două niveluri care interacționează. Journal of Physics B, 40 (9): S103–S125, 2007. 10.1088/0953-4075/40/9/s06.
https://doi.org/10.1088/0953-4075/40/9/s06

[16] G. Waldherr, Y. Wang, S. Zaiser, M. Jamali, T. Schulte-Herbrüggen, H. Abe, T. Ohshima, J. Isoya, JF Du, P. Neumann și J. Wrachtrup. Corectarea erorilor cuantice într-un registru de spin hibrid hibrid. Nature, 506: 204–207, 2014. 10.1038/nature12919.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature12919

[17] Florian Dolde, Ville Bergholm, Ya Wang, Ingmar Jakobi, Boris Naydenov, Sébastien Pezzagna, Jan Meijer, Fedor Jelezko, Philipp Neumann, Thomas Schulte-Herbrüggen, Jacob Biamonte și Jörg Wrachtrup. Încurcarea spinării de înaltă fidelitate folosind un control optim. Nature Communications, 5 (3371), 2014. 10.1038/ncomms4371.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms4371

[18] Davide Venturelli, Minh Do, Eleanor Rieffel și Jeremy Frank. Compilarea circuitelor cuantice la arhitecturi hardware realiste folosind planificatori temporali. Quantum Science and Technology, 3 (2): 025004, 2018. 10.1088/2058-9565/aaa331.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aaa331

[19] A. Omran, H. Levine, A. Keesling, G. Semeghini, TT Wang, S. Ebadi, H. Bernien, AS Zibrov, H. Pichler, S. Choi, J. Cui, M. Rossignolo, P. Rembold, S. Montangero, T. Calarco, M. Endres, M. Greiner, V. Vuletić și MD Lukin. Generarea și manipularea stărilor de pisică Schrödinger în rețele de atomi Rydberg. Science, 365 (6453): 570–574, 2019. 10.1126/science.aax9743.
https:///doi.org/10.1126/science.aax9743

[20] Sumeet Khatri, Ryan LaRose, Alexander Poremba, Lukasz Cicio, Andrew T. Sornborger și Patrick J. Coles. Compilarea cuantică asistată de cuantum. Quantum, 3: 140, 2019. 10.22331/q-2019-05-13-140.
https://doi.org/10.22331/q-2019-05-13-140

[21] Zhi-Cheng Yang, Armin Rahmani, Alireza Shabani, Hartmut Neven și Claudio Chamon. Optimizarea algoritmilor cuantici variaționali folosind principiul minim al lui Pontryagin. Physical Review X, 7: 021027, 2017. 10.1103/PhysRevX.7.021027.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.7.021027

[22] Aniruddha Bapat și Stephen Jordan. Controlul Bang-bang ca principiu de proiectare pentru algoritmii de optimizare clasici și cuantici. Quantum Information & Computation, 19: 424–446, 2019. 10.26421/QIC19.5-6-4.
https: / / doi.org/ 10.26421 / QIC19.5-6-4

[23] Glen Bigan Mbeng, Rosario Fazio și Giuseppe Santoro. Recoacere cuantică: o călătorie prin digitalizare, control și scheme variaționale cuantice hibride. arXiv:1906.08948, 2019. 10.48550/arXiv.1906.08948.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1906.08948
arXiv: 1906.08948

[24] Chungwei Lin, Yebin Wang, Grigory Kolesov și Uroš Kalabić. Aplicarea principiului minim al lui Pontryagin la problema de căutare cuantică a lui Grover. Revista fizică A, 100: 022327, 2019. 10.1103/PhysRevA.100.022327.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022327

[25] Lucas T Brady, Christopher L Baldwin, Aniruddha Bapat, Yaroslav Kharkov și Alexey V Gorshkov. Protocoale optime în recoacere cuantică și probleme QAOA. Physical Review Letters, 126: 070505, 2021a. 10.1103/PhysRevLett.126.070505.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.070505

[26] Lucas T. Brady, Lucas Kocia, Przemyslaw Bienias, Yaroslav Kharkov Aniruddha Bapat și Alexey V. Gorshkov. Comportamentul algoritmilor cuantici analogici. arXiv:2107.01218, 2021b. 10.48550/arXiv.2107.01218.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.01218
arXiv: 2107.01218

[27] Lorenzo Campos Venuti, Domenico D'Alessandro și Daniel A. Lidar. Control optim pentru optimizarea cuantică a sistemelor închise și deschise. Revizuirea fizică aplicată, 16 (5), 2021. 10.1103/physrevapplied.16.054023.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevapplied.16.054023

[28] Tadashi Kadowaki și Hidetoshi Nishimori. Recoacere cuantică în modelul Ising transversal. Physical Review E, 58: 5355, 1998. 10.1103/PhysRevE.58.5355.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.58.5355

[29] Edward Farhi, Jeffrey Goldstone, Sam Gutmann și Michael Sipser. Calcul cuantic prin evoluție adiabatică. arXiv:quant-ph/0001106, 2000. 10.48550/arXiv.quant-ph/0001106.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0001106
arXiv: Quant-ph / 0001106

[30] Guido Pagano, Aniruddha Bapat, Patrick Becker, Katherine S. Collins, Arinjoy De, Paul W. Hess, Harvey B. Kaplan, Antonis Kyprianidis, Wen Lin Tan, Christopher Baldwin, Lucas T. Brady, Abhinav Deshpande, Fangli Liu, Stephen Jordan , Alexey V. Gorshkov și Christopher Monroe. Optimizarea aproximativă cuantică a modelului Ising cu rază lungă de acțiune cu un simulator cuantic cu ioni prinși. PNAS, 117 (41): 25396–25401, 2020. 10.1073/pnas.2006373117.
https: / / doi.org/ 10.1073 / pnas.2006373117

[31] Matthew P. Harrigan, Kevin J. Sung, Matthew Neeley, Kevin J. Satzinger, Frank Arute, Kunal Arya, Juan Atalaya, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Sergio Boixo, Michael Broughton, Bob B. Buckley, David A. Buell , Brian Burkett, Nicholas Bushnell, Yu Chen, Zijun Chen, Ben Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Sean Demura, Andrew Dunsworth, Daniel Eppens, Austin Fowler, Brooks Foxen, Craig Gidney, Marissa Giustina, Rob Graff, Steve Habegger, Alan Ho, Sabrina Hong, Trent Huang, LB Ioffe, Sergei V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Cody Jones, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Julian Kelly, Seon Kim, Paul V. Klimov, Alexander N. Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Pavel Laptev, Mike Lindmark, Martin Leib, Orion Martin, John M. Martinis, Jarrod R. McClean, Matt McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi, Masoud Mohseni, Wojciech Mruczkiewicz, Josh Mutus, Ofer Naaman, Charles Neill, Florian Neukart, Murphy Yuezhen Niu, Thomas E. O'Brien, Bryan O'Gorman, Eric Ostby, Andre Petukhov, Harald Putterman, Chris Quintana, Pedram Roushan, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Andrea Skolik, Vadim Smelyanskiy, Doug Strain, Michael Streif, Marco Szalay, Amit Vainsencher, Theodore White, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Adam Zalcman, Leo Zhou, Hartmut Neven, Dave Bacon, Erik Lucero, Edward Farhi și Ryan Babbush. Optimizarea aproximativă cuantică a problemelor grafice neplanare pe un procesor supraconductor plan. Nature Physics, 17: 332–336, 2021. 10.1038/s41567-020-01105-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-01105-y

[32] Jorge Nocedal și Stephen Wright. Optimizare numerică. Springer Science & Business Media, 2006. 10.1007/978-0-387-40065-5.
https://doi.org/10.1007/978-0-387-40065-5

[33] Martín Larocca și Diego Wisniacki. Abordare Krylov-subspațială pentru controlul eficient al dinamicii cuantice a mai multor corpuri. Revista fizică A, 103 (2), 2021. 10.1103/physreva.103.023107.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.103.023107

[34] Patrick Doria, Tommaso Calarco și Simone Montangero. Tehnica optimă de control pentru dinamica cuantică cu mai multe corpuri. Physical Review Letters, 106 (19): 190501, 2011. 10.1103/PhysRevLett.106.190501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.106.190501

[35] Tommaso Caneva, Tommaso Calarco și Simone Montangero. Optimizare cuantică pe bază aleatorie tăiată. Physical Review A, 84 (2): 022326, 2011. 10.1103/physreva.84.022326.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.84.022326

[36] JJWH Sørensen, MO Aranburu, T. Heinzel și JF Sherson. Control optim cuantic într-o bază tocată: Aplicații în controlul condensului Bose-Einstein. Revista fizică A, 98 (2): 022119, 2018. 10.1103/PhysRevA.98.022119.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022119

[37] Edward Farhi, Jeffrey Goldstone și Sam Gutmann. Un algoritm de optimizare cuantică aproximativă. arXiv:1411.4028, 2014. 10.48550/arXiv.1411.4028.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1411.4028
arXiv: 1411.4028

[38] Kishor Bharti, Alba Cervera-Lierta, Thi Ha Kyaw, Tobias Haug, Sumner Alperin-Lea, Abhinav Anand, Matthias Degroote, Hermanni Heimonen, Jakob S. Kottmann, Tim Menke, Wai-Keong Mok, Sukin Sim, Leong-Chuan Kwek, și Alán Aspuru-Guzik. Algoritmi cuantici zgomotoși la scară intermediară. Reviews of Modern Physics, 94 (1), 2022. 10.1103/revmodphys.94.015004.
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.94.015004

[39] M. Cerezo, Andrew Arrasmith, Ryan Babbush, Simon C. Benjamin, Suguru Endo, Keisuke Fujii, Jarrod R. McClean, Kosuke Mitarai, Xiao Yuan, Lukasz Cicio și Patrick J. Coles. Algoritmi cuantici variaționali. Nature Reviews Physics, 3 (9): 625–644, 2021. 10.1038/s42254-021-00348-9.
https://doi.org/10.1038/s42254-021-00348-9

[40] Daniel Liang, Li Li și Stefan Leichenauer. Investigarea algoritmilor de optimizare cuantică aproximativă în cadrul protocoalelor bang-bang. Physical Review Research, 2 (3): 033402, 2020. 10.1103/physrevresearch.2.033402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.2.033402

[41] Seraph Bao, Silken Kleer, Ruoyu Wang și Armin Rahmani. Controlul optim al qubiților gmon supraconductori folosind principiul minim al lui Pontryagin: pregătirea unei stări maximal încurcate cu protocoale bang-bang singulare. Physical Review A, 97 (6): 062343, 2018. 10.1103/physreva.97.062343.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.97.062343

[42] Heinz Mühlenbein, Martina Gorges-Schleuter și Ottmar Krämer. Algoritmi de evoluție în optimizarea combinatorie. Parallel Computing, 7 (1): 65–85, 1988. 10.1016/0167-8191(88)90098-1.
https://doi.org/10.1016/0167-8191(88)90098-1

[43] Eugene L Lawler și David E Wood. Metode ramificate și legate: un sondaj. Operations Research, 14 (4): 699–719, 1966. 10.1287/opre.14.4.699.
https:///doi.org/10.1287/opre.14.4.699

[44] Sven Leyffer. Integrarea SQP și branch-and-bound pentru programarea neliniară cu numere întregi mixte. Computational Optimization and Applications, 18 (3): 295–309, 2001. 10.1023/A:1011241421041.
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1011241421041

[45] Ryan H. Vogt și N. Anders Petersson. Control binar optim al secvențelor de impulsuri cuantice cu un singur flux. SIAM Journal on Control and Optimization, 60 (6): 3217–3236, 2022. 10.1137/21m142808x.
https:///doi.org/10.1137/21m142808x

[46] Ehsan Zahedinejad, Sophie Schirmer și Barry C Sanders. Algoritmi evolutivi pentru controlul cuantic dur. Physical Review A, 90 (3): 032310, 2014. 10.1103/PhysRevA.90.032310.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.032310

[47] Sebastian Sager, Hans Georg Bock și Moritz Diehl. Eroarea de aproximare a întregului în controlul optim mixt-întreg. Programare matematică, 133 (1): 1–23, 2012. 10.1007/s10107-010-0405-3.
https://doi.org/10.1007/s10107-010-0405-3

[48] Łukasz Pawela și Przemysław Sadowski. Diverse metode de optimizare a impulsurilor de control pentru sisteme cuantice cu decoerență. Quantum Information Processing, 15 (5): 1937–1953, 2016. 10.1007/s11128-016-1242-y.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s11128-016-1242-y

[49] F. Motzoi, JM Gambetta, P. Rebentrost și FK Wilhelm. Impulsuri simple pentru eliminarea scurgerilor în qubiți slab neliniari. Physical Review Letters, 103 (11), 2009. 10.1103/physrevlett.103.110501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.103.110501

[50] Rodney J. Bartlett și Monika Musiał. Teoria clusterelor cuplate în chimia cuantică. Reviews of Modern Physics, 79 (1): 291, 2007. 10.1103/RevModPhys.79.291.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.79.291

[51] Jonathan Romero, Ryan Babbush, Jarrod R McClean, Cornelius Hempel, Peter J. Love și Alán Aspuru-Guzik. Strategii pentru calcularea cuantică a energiilor moleculare folosind cluster-ul unitar cuplat ansatz. Quantum Science and Technology, 4 (1): 014008, 2018. 10.1088/2058-9565/aad3e4.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/aad3e4

[52] Yu Chen, C Neill, P Roushan, N Leung, M Fang, R Barends, J Kelly, B Campbell, Z Chen, B Chiaro și colab. Arhitectură Qubit cu coerență ridicată și cuplare reglabilă rapidă. Physical Review Letters, 113 (22): 220502, 2014. 10.1103/PhysRevLett.113.220502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.220502

[53] Pranav Gokhale, Yongshan Ding, Thomas Propson, Christopher Winkler, Nelson Leung, Yunong Shi, David I. Schuster, Henry Hoffmann și Frederic T Chong. Compilare parțială a algoritmilor variaționali pentru mașini cuantice zgomotoase la scară intermediară. În Proceedings of the 52th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture, paginile 266–278, 2019. 10.1145/3352460.3358313.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 3352460.3358313

[54] Velimir Jurdjevic și Héctor J Sussmann. Sisteme de control pe grupuri Lie. Journal of Differential Equations, 12 (2): 313–329, 1972. 10.1016/0022-0396(72)90035-6.
https://doi.org/10.1016/0022-0396(72)90035-6

[55] Viswanath Ramakrishna, Murti V. Salapaka, Mohammed Dahleh, Herschel Rabitz și Anthony Peirce. Controlabilitatea sistemelor moleculare. Physical Review A, 51 (2): 960, 1995. 10.1103/PhysRevA.51.960.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.51.960

[56] Richard H Byrd, Peihuang Lu, Jorge Nocedal și Ciyou Zhu. Un algoritm de memorie limitată pentru optimizarea constrânsă legată. SIAM Journal on Scientific Computing, 16 (5): 1190–1208, 1995. 10.1137/0916069.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 0916069

[57] Marius Sinclair. O abordare exactă a funcției de penalizare pentru problemele de programare cu numere întregi neliniare. Jurnalul European de Cercetare Operațională, 27 (1): 50–56, 1986. 10.1016/S0377-2217(86)80006-6.
https://doi.org/10.1016/S0377-2217(86)80006-6

[58] Fengqi Tu și Sven Leyffer. Optimizare dinamică cu numere întregi mixte pentru planificarea răspunsului la scurgerile de petrol cu integrarea unui model dinamic de degradare a petrolului. AIChE Journal, 57 (12): 3555–3564, 2011. 10.1002/aic.12536.
https:///doi.org/10.1002/aic.12536

[59] Paul Manns și Christian Kirches. Rotunjire multidimensională pentru sisteme de control eliptice. SIAM Journal on Numerical Analysis, 58 (6): 3427–3447, 2020. 10.1137/19M1260682.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 19M1260682

[60] Sebastian Sager. Metode numerice pentru probleme de control optim cu numere întregi mixte. teză de doctorat, 2005.

[61] Laurence A Wolsey. Programare cu numere întregi. John Wiley & Sons, 2020. 10.1002/9781119606475.
https: / / doi.org/ 10.1002 / 9781119606475

[62] Leonid I Rudin, Stanley Osher și Emad Fatemi. Algoritmi de eliminare a zgomotului bazați pe variația totală neliniară. Physica D: Nonlinear Phenomena, 60 (1-4): 259–268, 1992. 10.1016/0167-2789(92)90242-F.
https://doi.org/10.1016/0167-2789(92)90242-F

[63] Laurent Condat. Un algoritm direct pentru dezgomotul variației totale 1-D. IEEE Signal Processing Letters, 20 (11): 1054–1057, 2013. 10.1109/LSP.2013.2278339.
https:///doi.org/10.1109/LSP.2013.2278339

[64] Karl Kunisch și Michael Hintermüller. Regularizarea variației mărginite totală ca problemă de optimizare constrânsă bilateral. SIAM Journal on Applied Mathematics, 64 (4): 1311–1333, 2004. 10.1137/S0036139903422784.
https: / / doi.org/ 10.1137 / S0036139903422784

[65] Paul Rodríguez. Algoritmi de regularizare a variației totale pentru imaginile corupte cu diferite modele de zgomot: o revizuire. Journal of Electrical and Computer Engineering, 2013, 2013. 10.1155/2013/217021.
https: / / doi.org/ 10.1155 / 2013/217021

[66] Lorenzo Stella, Andreas Themelis, Pantelis Sopasakis și Panagiotis Patrinos. Un algoritm simplu și eficient pentru controlul predictiv al modelului neliniar. În a 56-a Conferință anuală pentru decizie și control, paginile 1939–1944. IEEE, 2017. 10.1109/CDC.2017.8263933.
https: / / doi.org/ 10.1109 / CDC.2017.8263933

[67] Andreas Themelis, Lorenzo Stella și Panagiotis Patrinos. Plic înainte-înapoi pentru suma a două funcții neconvexe: Alte proprietăți și algoritmi de căutare nemonotonă. SIAM Journal on Optimization, 28 (3): 2274–2303, 2018. 10.1137/16M1080240.
https: / / doi.org/ 10.1137 / 16M1080240

[68] Sebastian Sager și Clemens Zeile. Pe controlul optim cu numere întregi mixte cu variația totală restrânsă a controlului întregului. Computational Optimization and Applications, 78 (2): 575–623, 2021. 10.1007/s10589-020-00244-5.
https://doi.org/10.1007/s10589-020-00244-5

[69] Sven Leyffer și Paul Manns. Programare secvențială liniară întregi pentru control optim al întregului cu regularizare totală a variației. arXiv:2106.13453, 2021. 10.48550/arXiv.2106.13453.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2106.13453
arXiv: 2106.13453

[70] Aleksandr Y. Aravkin, Robert Baraldi și Dominique Orban. O metodă proximală de regiune de încredere cvasi-Newton pentru optimizarea regularizată neîntemeiată. SIAM Journal on Optimization, 32 (2): 900–929, 2022. 10.1137/21m1409536.
https:///doi.org/10.1137/21m1409536

[71] Joseph Czyzyk, Michael P. Mesnier și Jorge J. Moré. Serverul NEOS. IEEE Journal on Computational Science and Engineering, 5 (3): 68–75, 1998. 10.1109/99.714603.
https: / / doi.org/ 10.1109 / 99.714603

[72] Elizabeth D. Dolan. Ghidul administrativ al serverului NEOS 4.0. Memorandumul Tehnic ANL/MCS-TM-250, Divizia Matematică și Informatică, Laboratorul Național Argonne, 2001.

[73] William Gropp și Jorge J. Moré. Medii de optimizare și server NEOS. În Martin D. Buhman și Arieh Iserles, editori, Approximation Theory and Optimization, paginile 167–182. Cambridge University Press, 1997.

[74] Neculai Andrei. Un algoritm SQP pentru optimizarea restrânsă la scară largă: SNOPT. În Optimizare neliniară continuă pentru aplicații de inginerie în tehnologia GAMS, paginile 317–330. Springer, 2017. 10.1007/978-3-319-58356-3.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-58356-3

[75] Andreas Wächter și Lorenz T Biegler. Despre implementarea unui algoritm de căutare linie cu filtru de punct interior pentru programarea neliniară la scară largă. Programare matematică, 106 (1): 25–57, 2006. 10.1007/s10107-004-0559-y.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10107-004-0559-y

[76] Nikolaos V Sahinidis. BARON: Un pachet software de optimizare globală de uz general. Journal of Global Optimization, 8 (2): 201–205, 1996. 10.1007/bf00138693.
https: / / doi.org/ 10.1007 / bf00138693

[77] Pietro Belotti. Couenne: Un manual de utilizare. Raport tehnic, Universitatea Lehigh, 2009.

[78] Pietro Belotti, Christian Kirches, Sven Leyffer, Jeff Linderoth, James Luedtke și Ashutosh Mahajan. Optimizare neliniară cu numere întregi mixte. Acta Numerica, 22: 1–131, 2013. 10.1017/S0962492913000032.
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0962492913000032

[79] Sven Leyffer și Ashutosh Mahajan. Software pentru optimizare constrânsă neliniar. În James J. Cochran, Louis A. Cox, Pinar Keskinocak, Jeffrey P. Kharoufeh și J. Cole Smith, editori, Wiley Encyclopedia of Operations Research and Management Science. John Wiley & Sons, Inc., 2011. 10.1002/9780470400531.eorms0570.
https:///doi.org/10.1002/9780470400531.eorms0570

[80] Gerald Gamrath, Daniel Anderson, Ksenia Bestuzheva, Wei-Kun Chen, Leon Eifler, Maxime Gasse, Patrick Gemander, Ambros Gleixner, Leona Gottwald, Katrin Halbig, Gregor Hendel, Christopher Hojny, Thorsten Koch, Pierre Le Bodic, Stephen J. Maher, Frederic Matter, Matthias Miltenberger, Erik Mühmer, Benjamin Müller, Marc E. Pfetsch, Franziska Schlösser, Felipe Serrano, Yuji Shinano, Christine Tawfik, Stefan Vigerske, Fabian Wegscheider, Dieter Weninger și Jakob Witzig. Suita de optimizare SCIP 7.0. ZIB-Raport 20-10, Zuse Institute Berlin, 2020.

[81] Pierre Bonami, Lorenz T. Biegler, Andrew R. Conn, Gérard Cornuéjols, Ignacio E. Grossmann, Carl D. Laird, Jon Lee, Andrea Lodi, François Margot, Nicolas Sawaya și Andreas Wächter. Un cadru algoritmic pentru programe neliniare cu numere întregi mixte convexe. Optimizare discretă, 5 (2): 186–204, 2008. 10.1016/j.disopt.2006.10.011.
https:///doi.org/10.1016/j.disopt.2006.10.011

[82] Christian Kirches și Sven Leyffer. TACO: Un set de instrumente pentru optimizarea controlului AMPL. Mathematical Programming Computation, 5 (3): 227–265, 2013. 10.1007/s12532-013-0054-7.
https://doi.org/10.1007/s12532-013-0054-7

[83] John Charles Butcher. Metode numerice pentru ecuații diferențiale obișnuite. John Wiley & Sons, 2016. 10.1002/9781119121534.
https: / / doi.org/ 10.1002 / 9781119121534

[84] Gadi Aleksandrowicz, Thomas Alexander, Panagiotis Barkoutsos, Luciano Bello, Yael Ben-Haim, David Bucher, Francisco Jose Cabrera-Hernández, Jorge Carballo-Franquis, Adrian Chen, Chun-Fu Chen și colab. Qiskit: Un cadru open-source pentru calculul cuantic. 2021. 10.5281/ZENODO.2562110.
https: / / doi.org/ 10.5281 / ZENODO.2562110

[85] Xinyu Fei. Cod și rezultate: Optimizarea impulsurilor de control binar pentru sisteme cuantice. https:///github.com/xinyufei/Quantum-Control-qutip, 2022.
https:///github.com/xinyufei/Quantum-Control-qutip

[86] Patrick Rebentrost și Frank K Wilhelm. Control optim al unui qubit cu scurgeri. Physical Review B, 79 (6): 060507, 2009. 10.1103/physrevb.79.060507.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.79.060507

Citat de

[1] Christiane P. Koch, Ugo Boscain, Tommaso Calarco, Gunther Dirr, Stefan Filipp, Steffen J. Glaser, Ronnie Kosloff, Simone Montangero, Thomas Schulte-Herbrüggen, Dominique Sugny și Frank K. Wilhelm, „Control optim cuantic în tehnologii cuantice. Raport strategic privind starea actuală, viziunile și obiectivele cercetării în Europa”, arXiv: 2205.12110.

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2023-01-05 08:30:20). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2023-01-05 08:30:18).

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.

Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
Sursa: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-04-892/

Timestamp-ul: Ianuarie 4, 2023

Timestamp-ul: Septembrie 11, 2023

Optimizarea impulsurilor de control binar pentru sisteme cuantice

Republicat de Platon

Abstract

Rezumat popular

► Date BibTeX

► Referințe

Citat de

Mai mult de la Jurnalul cuantic

Învățare hamiltoniană de înaltă precizie prin evoluțiile stărilor cuantice delocalizate

Rolul coerenței materiei în încurcarea datorată gravitației

Rezolvator liniar cuantic variațional

Independența de fundal și structura cauzală cuantică

Algoritmi de propagare a credinței generalizate pentru decodarea codurilor de suprafață

Bandiți cuantici cu mai multe brațe: explorare versus exploatare atunci când se învață proprietățile stărilor cuantice

Circuite cuantice pentru cod toric și model fracton X-cube

Ecuații principale simple pentru descrierea sistemelor conduse supuse zgomotului clasic non-Markovian

Comutatorul cuantic este definit în mod unic prin acțiunea sa asupra operațiilor unitare

Efecte semi-întreg vs. întreg în sincronizarea cuantică a sistemelor de spin

Testarea identității colecțiilor de stări cuantice: analiza complexității eșantionului

Despre noi

Căutare verticală și Ai

Platformă

Rămâneți conectat

Cont