基于氮空位中心的混合动力系统的时间最优控制

快速,高保真的量子控制是量子计算的关键技术。 由氮空位中心和附近的Carbon-13核自旋组成的混合系统有望解决此问题。 氮空位中心电子自旋由于其与控制场的强耦合而能够快速运行,而核自旋由于其与环境的弱耦合而保持了相干性。 在本文中,我们描述了一种通过交替控制氮空位中心电子自旋作为致动器来实现对Carbon-13。核自旋量子位的时间最优控制的策略。 我们将qubit gate.operation转换为交换系统。 利用最大原理,研究了切换系统的最小时间控制,得到了量子位门控操作的时间最优控制。 我们显示X闸门和Y闸门操作在10μs内,而保真度达到0.995。