馬爾可夫開放量子系統(tǒng)無消相干子空間和目標態(tài)的穩(wěn)定化控制.pdf

1、近年來，量子信息技術(shù)的發(fā)展十分迅速。在進行量子信息處理的過程中，環(huán)境引起的耗散或消相干效應會使所考慮的量子系統(tǒng)成為開放系統(tǒng)。對于開放量子系統(tǒng)而言，其動力學演化不再是幺正的，這將導致存儲在系統(tǒng)中的量子信息發(fā)生錯誤甚至丟失。研究開放量子系統(tǒng)的控制方法，使其盡可能免受消相干的影響，同時實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的高效操縱，對于量子信息技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　論文針對馬爾可夫開放量子系統(tǒng)，研究基于李雅普諾夫方法的消相干控制和基于哈密頓量設(shè)計的狀態(tài)

2、控制，主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1)概述量子控制的起源和發(fā)展，重點介紹開放量子系統(tǒng)控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，包括開放量子系統(tǒng)的消相干控制和狀態(tài)控制。
　　2)馬爾可夫開放量子系統(tǒng)無消相干子空間的快速李雅普諾夫控制。無消相干子空間是量子系統(tǒng)進行幺正演化的所有量子態(tài)張成的一個子空間，將系統(tǒng)狀態(tài)驅(qū)動至無消相干子空間中是一種有效避免消相干的方法。論文借助李雅普諾夫方法，提出了一個將馬爾可夫開放量子系統(tǒng)快速驅(qū)動至無消相干子空間的控制

3、方案。在該方案中，我們首先設(shè)計基于李雅普諾夫方法的控制律，特別是要設(shè)計具有快速性的近似棒棒控制律。然后，從數(shù)學上嚴格證明控制場作用下整個系統(tǒng)對于無消相干子空間的收斂性。在此基礎(chǔ)上，通過分析系統(tǒng)的LaSalle最大不變集與無消相干子空間之間的關(guān)系，獲得使系統(tǒng)對于無消相干子空間快速收斂的控制哈密頓量的構(gòu)造方法。最后，在一個三維開放量子系統(tǒng)上進行仿真實驗，以便驗證方案的控制效果。
　　3)開放量子系統(tǒng)的狀態(tài)收斂控制?；诠茴D量的構(gòu)造，