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內(nèi)容簡介

　　本書是從實(shí)際應(yīng)用角度來考慮量子系統(tǒng)控制過程中所涉及的有關(guān)測量、量子狀態(tài)估計(jì)、反饋控制器設(shè)計(jì)及其實(shí)際應(yīng)用方面內(nèi)容的一本著作。探討了測量對系統(tǒng)狀態(tài)的影響以及借助于測量來對狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控的可能性。在量子狀態(tài)估計(jì)方面，詳細(xì)給出了基于壓縮傳感理論的量子態(tài)參數(shù)估計(jì)的設(shè)計(jì)過程。專門應(yīng)用已經(jīng)建立起的量子李雅普諾夫控制理論，分別對封閉和開放量子控制系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，對各種不同情況下的調(diào)控任務(wù)給出了具體的設(shè)計(jì)方案。在開放量子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，著重分析了馬爾科夫、非馬爾科夫和隨機(jī)開放量子系統(tǒng)的內(nèi)部特性，以及相互之間的特性關(guān)系，分別就狀態(tài)和算符門的制備、轉(zhuǎn)移、保持等控制系統(tǒng)給出了專門的量子控制器設(shè)計(jì)以及量子控制系統(tǒng)仿真與結(jié)果的分析過程。在實(shí)際應(yīng)用中，分別進(jìn)行了雙量子點(diǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及核磁共振量子控制系統(tǒng)的實(shí)用設(shè)計(jì)。本書可作為量子物理化學(xué)、量子信息與通信以及對量子系統(tǒng)控制感興趣的電子、力學(xué)工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)、計(jì)算科學(xué)、控制工程等領(lǐng)域的高年級本科生或研究生有關(guān)量子系統(tǒng)控制的教材或參考書。

作者簡介

　　叢爽，1961年出生于安徽省合肥市，1982年本科畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)自動控制系，1995年獲意大利羅馬大學(xué)信息與系統(tǒng)系博士學(xué)位。現(xiàn)為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)自動化系二級教授。雙豐，1973年出生于湖南省南縣，1995年本科畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班，2000年博士畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系。2001年至2009年赴美國普林斯頓大學(xué)從事量子控制研究?，F(xiàn)為合肥智能機(jī)械研究所研究員。吳熱冰，1976年出生于河南省焦作市，2004年博士畢業(yè)于清華大學(xué)自動化系，2005年至2008年在美國普林斯頓大學(xué)從事博士后研究?，F(xiàn)任清華大學(xué)自動化系副教授，主要研究領(lǐng)域?yàn)閮?yōu)化量子控制的理論、算法及其在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。

圖書目錄

前言
第1章概論
1.1量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展
1.2實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的物理系統(tǒng)
1.3基于壓縮傳感理論的量子系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)
1.4量子系統(tǒng)控制的研究
1.5本書內(nèi)容安排
第2章量子系統(tǒng)及其控制理論基礎(chǔ)
2.1量子系統(tǒng)基本概念
2.2量子系統(tǒng)的測量
2.3封閉量子系統(tǒng)狀態(tài)演化方程
2.4量子態(tài)演化方程的圖景變換
2.5開放量子系統(tǒng)的狀態(tài)演化方程
2.6李雅普諾夫穩(wěn)定性定理
第3章封閉量子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1本征態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移
3.2疊加態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移
3.3混合態(tài)之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移
3.4虛擬力學(xué)量P的構(gòu)造原則
3.5退化情況下的李雅普諾夫控制律的設(shè)計(jì)
3.6算符Hadamard門的制備
第4章基于測量的量子狀態(tài)轉(zhuǎn)移
4.1投影測量及其控制問題
4.2 投影測量的必要條件
4.3通過一次序列測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)移
4.4基于瞬時測量調(diào)控二能級量子系統(tǒng)狀態(tài)
4.5基于連續(xù)測量調(diào)控二能級量子系統(tǒng)狀態(tài)
4.6測量輔助相干控制下動力學(xué)對稱系統(tǒng)的總體演化
4.7測量控制的誤差分析
4.8系統(tǒng)仿真及特性分析
4.9小結(jié)
第5章量子層析及量子狀態(tài)估計(jì)方法
5.1量子層析
5.2量子層析的優(yōu)化方法
附錄拉格朗日函數(shù)的構(gòu)建與計(jì)算
第6章壓縮傳感理論及其在量子態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用
6.1壓縮傳感理論
6.2信號重構(gòu)算法
6.3基于壓縮傳感理論的量子態(tài)估計(jì)
6.4量子狀態(tài)估計(jì)優(yōu)化問題求解
6.5交替方向乘子算法的設(shè)計(jì)與改進(jìn)
6.6量子態(tài)估計(jì)優(yōu)化算法實(shí)驗(yàn)及其性能對比分析
6.7小結(jié)
第7章馬爾科夫開放量子系統(tǒng)的相干保持控制
7.1三能級Λ型原子的相干性保持165
7.2N能級Ξ型原子的相干性保持
7.3小結(jié)
第8章非馬爾科夫開放量子控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
8.1非馬爾科夫開放量子系統(tǒng)的特性分析及其控制
8.2非馬爾科夫開放量子系統(tǒng)的門算符制備和保持
第9章隨機(jī)開放量子系統(tǒng)模型與控制
9.1基于測量的量子系統(tǒng)方程及其特性分析
9.2隨機(jī)開放量子系統(tǒng)的反饋控制
9.3小結(jié)
0章隨機(jī)開放量子系統(tǒng)的特性分析
10.1隨機(jī)量子系統(tǒng)主方程及其控制
10.2無控制作用下系統(tǒng)內(nèi)部特性分析
10.3 反饋控制作用下的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移性能分析
10.4小結(jié)
1章基于李雅普諾夫的二能級雙量子點(diǎn)量子位超快操縱
11.1二能級雙量子點(diǎn)系統(tǒng)描述
11.2基于LZS干涉原理的雙量子點(diǎn)系統(tǒng)量子位轉(zhuǎn)移
11.3基于李雅普諾夫穩(wěn)定性定理的控制場設(shè)計(jì)
11.4系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果分析
11.5兩種控制方法之間的關(guān)系分析
11.6小結(jié)
2章可實(shí)現(xiàn)的二能級雙量子點(diǎn)操縱方案
12.1可實(shí)現(xiàn)的控制器設(shè)計(jì)
12.2控制場參數(shù)選擇及系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)
12.3小結(jié)
3章核磁共振中雙比特同核自旋系統(tǒng)的建模及其算法設(shè)計(jì)
13.1核磁量子自旋控制系統(tǒng)
13.2雙比特同核系統(tǒng)的時間控制設(shè)計(jì)
4章核磁共振中雙比特同核自旋系統(tǒng)的時間控制
14.1單核系統(tǒng) 時間控制分析
14.2雙比特同核系統(tǒng)局域門的短控制時間估計(jì)
14.3局域門的時間控制序列搜索算法
14.4局域門的短時間控制仿真實(shí)驗(yàn)
14.5非局域門實(shí)現(xiàn)的鄰近時間控制
14.6雙比特同核系統(tǒng)的時間控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
14.7小結(jié)
參考文獻(xiàn)