1औद्योगिक और संचालन इंजीनियरिंग विभाग, एन आर्बर में मिशिगन विश्वविद्यालय
2क्वांटम सूचना और कंप्यूटर विज्ञान के लिए संयुक्त केंद्र, एनआईएसटी/मैरीलैंड विश्वविद्यालय
3गणित और कंप्यूटर विज्ञान प्रभाग, Argonne राष्ट्रीय प्रयोगशाला
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सार
क्वांटम नियंत्रण का उद्देश्य विशिष्ट क्वांटम राज्यों या वांछित संचालन के लिए क्वांटम सिस्टम में हेरफेर करना है। ऊर्जा न्यूनीकरण और सर्किट संकलन सहित विभिन्न क्वांटम अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक सटीक और प्रभावी नियंत्रण कदमों को डिजाइन करना महत्वपूर्ण है। इस पत्र में हम असतत बाइनरी क्वांटम नियंत्रण समस्याओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं और कम्प्यूटेशनल दक्षता और समाधान की गुणवत्ता में सुधार के लिए विभिन्न अनुकूलन एल्गोरिदम और तकनीकों को लागू करते हैं। विशेष रूप से, हम एक सामान्य मॉडल विकसित करते हैं और इसे कई तरीकों से विस्तारित करते हैं। हम मॉडल आवश्यकताओं के लिए अतिरिक्त साइड बाधाओं को संभालने के लिए एक चुकता $L_2$-पेनल्टी फ़ंक्शन पेश करते हैं, जैसे कि अधिकतम एक नियंत्रण को सक्रिय होने की अनुमति देना। हम नियंत्रण में स्विच की संख्या को कम करने के लिए कुल भिन्नता (टीवी) रेगुलराइज़र पेश करते हैं। हम लोकप्रिय ग्रेडिएंट एसेंट पल्स इंजीनियरिंग (GRAPE) एल्गोरिथ्म को संशोधित करते हैं, दंडित मॉडल की निरंतर छूट को हल करने के लिए मल्टीप्लायरों (ADMM) एल्गोरिदम की एक नई वैकल्पिक दिशा विधि विकसित करते हैं, और फिर बाइनरी नियंत्रण समाधान प्राप्त करने के लिए राउंडिंग तकनीक लागू करते हैं। हम समाधानों को और बेहतर बनाने के लिए एक संशोधित विश्वास-क्षेत्र पद्धति का प्रस्ताव करते हैं। हमारे एल्गोरिदम उच्च-गुणवत्ता नियंत्रण परिणाम प्राप्त कर सकते हैं, जैसा कि विविध क्वांटम नियंत्रण उदाहरणों पर संख्यात्मक अध्ययन द्वारा प्रदर्शित किया गया है।
लोकप्रिय सारांश
क्वांटम बाइनरी नियंत्रण समस्याओं को हल करते समय दक्षता और समाधान की गुणवत्ता।
इन विधियों का उपयोग क्वांटम सिस्टम को विशिष्ट की ओर हेरफेर करने के लिए किया जा सकता है
क्वांटम राज्य या वांछित संचालन, और विभिन्न के लिए महत्वपूर्ण महत्व के हैं
ऊर्जा न्यूनीकरण और सर्किट संकलन सहित क्वांटम अनुप्रयोग।
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► संदर्भ
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