Identification and optimal control strategies for the transversal splitting of ultra–cold Bose gases
Nikolaus Würkner, Yevhenii Kuriatnikov, Karthikeyan Kumaran, M Venkat Ramana, Jörg Schmiedmayer, Andreas Kugi, Maximilian Prüfer, Andreas Deutschmann-Olek
分裂Bose-Einstein凝析油(BEC)是基础物理实验和新兴量子技术的关键操作,其中精确制备定义良好的初始状态需要快速而连贯地控制凝析油的非线性动力学。 这项工作将BEC分裂过程作为最佳前馈控制问题,基于从有限的实验数据中识别的物理可解释的,减少顺序模型。 我们引入了系统校准策略,结合了最佳实验选择和约束非线性参数估计,可实现精确的系统识别,实验开销最小。 使用这种校准模型,我们通过间接最优控制计算能量最优轨迹,以实现对糖尿病的捷径(STA),实现快速过渡到双井电位的地面状态,同时抑制激发。 实验证实,拟议的控制框架在多个配置中产生高保真状态传输,证明了其量子控制应用的稳健性和可扩展性。
Splitting a Bose–Einstein condensate (BEC) is a key operation in fundamental physics experiments and emerging quantum technologies, where precise preparation of well–defined initial states requires fast yet coherent control of the condensate's nonlinear dynamics. This work formulates the BEC splitting process as an optimal feedforward control problem based on a physically interpretable, reduced–order model identified from limited experimental data. We introduce a systematic calibration strategy ...