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量子系统分析与调控
来源:  时间:2014-06-26   《打印》
量子系统分析与调控

    量子系统遵循的规律与经典系统截然不同,巧妙利用量子系统独有的特性可以完成一些经典系统所无法完成的任务,比如大数因子分解、量子保密通信,超高灵敏磁场测量与惯性测量等,因此量子调控的研究对国防、信息技术等领域都具有重要意义。但是量子系统的鲁棒性非常差,极易与环境发生相互作用,导致量子退相干而回到经典系统,除此,实际量子系统还不可避免的具有各种各样的不确定性,因此,我们必须研究如何施加控制来对付量子退相干和量子系统的不确定性从而保持量子系统独有特性来完成我们的既定任务。

    我们紧紧围绕量子系统独有的特性以及控制理论的核心概念“反馈”开展了系列研究。针对一类比较普适的控制模型,基于量子态的鲁棒制备这一基本问题,我们首次给出了测量通道选取的充要条件;证明了在对付初态不确定性方面量子反馈控制的控制效果仍然优于开环控制;进一步给出了在测量通道与系统自由哈密顿量不对易情形下,采用量子反馈控制来制备系统自由哈密顿量的特征态时的极限能力;我们基于量子系统之间以张量积形式耦合的独有特点,提出了一个两步分离原理来针对实际量子系统设计控制策略,并且证明了该两步控制策略可以有效地对付实际系统中哈密顿量部分未知以及环境未知的影响。

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