저주파 근사와 캐스케이드 캐비티 구현을 통한 선형 양자 시스템 모델 축소

본 논문은 물리적으로 구현 가능한 복소 선형 양자 시스템을 저주파에서 효율적으로 근사하는 새로운 방법을 제시한다. 연구 대상은 억셈 연산자 기반의 양자 확률 미분 방정식(QSDE) 형태로 기술되는 시스템으로, 시스템 행렬 (F,G,Ĥ,J)는 물리적 구현 가능성(physically realizable) 조건을 만족해야 한다. 이러한 조건은 시스템이 양자 역학의 기본 원리(예: 하이젠베르크 불확정성 원리)를 위반하지 않도록 보장한다. 논문은 먼저 손실이 없는 유계 실수(lossless bounded‑real) 전이함수 행렬 K(s)=Ĥ(sI−F)⁻¹G+J를 정의하고, 이를 두 단계로 분해한다. 첫 번째 단계는 스캐터링 행렬 J를 분리해 K(s)=J·\tilde K(s) 형태로 변형하고, \tilde K(s) 를 순수하게 입출력 연산자만 포함하는 형태로 만든다. 두 번째 단계에서는 기존 연구