Известия Российской академии наук. Серия математическая
RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB  
Общая информация
Последний выпуск
Скоро в журнале
Архив
Импакт-фактор
Правила для авторов
Загрузить рукопись

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Изв. РАН. Сер. матем.:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Известия Российской академии наук. Серия математическая, 2023, том 87, выпуск 5, страницы 177–203
DOI: https://doi.org/10.4213/im9372
(Mi im9372)
 

Эта публикация цитируется в 3 научных статьях (всего в 3 статьях)

On optimization of coherent and incoherent controls for two-level quantum systems

O. V. Morzhina, A. N. Pechenab

a Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences, Department of Mathematical Methods for Quantum Technologies, Moscow, Russia
b National University of Science and Technology «MISIS», Moscow, Russia
Список литературы:
Аннотация: This article considers some control problems for closed and open two-level quantum systems. The closed system's dynamics is governed by the Schrödinger equation with coherent control. The open system's dynamics is governed by the Gorini–Kossakowski–Sudarshan–Lindblad master equation whose Hamiltonian depends on coherent control and superoperator of dissipation depends on incoherent control. For the closed system, we consider the problem for generation of the phase shift gate for some values of phases and final times for which we numerically show that zero coherent control, which is a stationary point of the objective functional, is not optimal; it gives an example of subtle point for practical solving quantum control problems. The two-stage method, which was developed in [A. Pechen, Phys. Rev. A., 84, 042106 (2011)] for generic $N$-level open quantum systems for approximate generation of a given target density matrix, is modified here for the case of two-level systems. We modify the first (“incoherent”) stage by numerically optimizing piecewise constant incoherent control instead of using constant incoherent control analytically computed using eigenvalues of the target density matrix. Exact analytical formulas are derived for the system's state evolution, the objective functions and their gradients for the modified first stage. These formulas are then applied in the two-step gradient projection method. The numerical simulations show that the modified first stage's duration can be significantly less than the unmodified first stage's duration, but at the cost of performing optimization in the class of piecewise constant controls.
Bibliography: 72 titles.
Ключевые слова: quantum control, two-level quantum system, coherent control, incoherent control.
Финансовая поддержка Номер гранта
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 075-15-2020-788
This work was performed at the Steklov International Mathematical Center and supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (agreement no. 075-15-2020-788).
Поступило в редакцию: 04.05.2022
Исправленный вариант: 18.08.2022
Англоязычная версия:
Izvestiya: Mathematics, 2023, Volume 87, Issue 5, Pages 1024–1050
DOI: https://doi.org/10.4213/im9372e
Реферативные базы данных:
Тип публикации: Статья
УДК: 530.145+517.97
Язык публикации: английский
Образец цитирования: O. V. Morzhin, A. N. Pechen, “On optimization of coherent and incoherent controls for two-level quantum systems”, Изв. РАН. Сер. матем., 87:5 (2023), 177–203; Izv. Math., 87:5 (2023), 1024–1050
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{MorPec23}
\by O.~V.~Morzhin, A.~N.~Pechen
\paper On optimization of coherent and incoherent controls for two-level quantum systems
\jour Изв. РАН. Сер. матем.
\yr 2023
\vol 87
\issue 5
\pages 177--203
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/im9372}
\crossref{https://doi.org/10.4213/im9372}
\mathscinet{http://mathscinet.ams.org/mathscinet-getitem?mr=4668102}
\adsnasa{https://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/bib_query?2023IzMat..87.1024M}
\transl
\jour Izv. Math.
\yr 2023
\vol 87
\issue 5
\pages 1024--1050
\crossref{https://doi.org/10.4213/im9372e}
\isi{https://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcApp=Publons&SrcAuth=Publons_CEL&DestLinkType=FullRecord&DestApp=WOS_CPL&KeyUT=001101882800010}
\scopus{https://www.scopus.com/record/display.url?origin=inward&eid=2-s2.0-85177033847}
Образцы ссылок на эту страницу:
  • https://www.mathnet.ru/rus/im9372
  • https://doi.org/10.4213/im9372
  • https://www.mathnet.ru/rus/im/v87/i5/p177
    Исправления
    Эта публикация цитируется в следующих 3 статьяx:
    Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles
    Известия Российской академии наук. Серия математическая Izvestiya: Mathematics
    Статистика просмотров:
    Страница аннотации:562
    PDF русской версии:14
    PDF английской версии:46
    HTML русской версии:107
    HTML английской версии:264
    Список литературы:81
    Первая страница:13
     
      Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация посетителей портала  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2024