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量子控制系統設計(精)

  • 作者：叢爽//雙豐//吳熱冰|責編:蔣勁柏//謝歡歡
  • 出版社：中國科大
  • ISBN：9787312053795
  • 出版日期：2022/03/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：349
人民幣：RMB 168 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是從實際應用角度來考慮量子系統控制過程中所涉及的有關測量、量子狀態估計、反饋控制器設計及其實際應用方面內容的一本著作。探討了測量對系統狀態的影響以及借助於最優測量來對狀態進行調控的可能性。在量子狀態估計方面，詳細給出了基於壓縮感測理論的量子態參數估計的設計過程。專門應用已經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進行控制器設計，對各種不同情況下的調控任務給出了具體的設計方案。在開放量子控制系統的設計中，著重分析了馬爾科夫、非馬爾科夫和隨機開放量子系統的內部特性，以及相互之間的特性關係，分別就狀態和算符門的製備、轉移、保持等控制系統給出了專門的量子控制器設計以及量子控制系統模擬與結果的分析過程。在實際應用中，分別進行了雙量子點控制系統的設計以及核磁共振量子控制系統的實用設計。
    本書可作為量子物理化學、量子信息與通信以及對量子系統控制感興趣的電子、力學工程、應用數學、計算科學、控制工程等領域的高年級本科生或研究生有關量子系統控制的教材或參考書。
作者介紹
叢爽//雙豐//吳熱冰|責編:蔣勁柏//謝歡歡
目錄
前言
第1章  概論
  1.1  量子電腦的發展
  1.2  實現量子電腦的物理系統
    1.2.1  腔電子動力學
    1.2.2  離子阱
    1.2.3  超導電路
    1.2.4  核磁共振
    1.2.5  量子點
  1.3  基於壓縮感測理論的量子系統狀態估計
  1.4  量子系統控制的研究
    1.4.1  量子系統的可控性及開環控制
    1.4.2  量子系統的反饋控制
    1.4.3  量子李雅普諾夫控制方法
  1.5  本書內容安排
第2章  量子系統及其控制理論基礎
  2.1  量子系統基本概念
    2.1.1  純態的態矢量描述
    2.1.2  量子系綜的密度矩陣表
    2.1.3  力學量與算符
    2.1.4  複合量子系統和狀態空間的運算
    2.1.5  量子位和量子邏輯門
  2.2  量子系統的測量
  2.3  封閉量子系統狀態演化方程
    2.3.1  薛定諤方程
    2.3.2  劉威爾方程
  2.4  量子態演化方程的圖景變換
  2.5  開放量子系統的狀態演化方程
    2.5.1  馬爾科夫開放量子系統主方程
    2.5.2  非馬爾科夫開放量子系統主方程
    2.5.3  非馬爾科夫開放量子系統求解
    2.5.4  隨機開放量子系統模型及其求解
  2.6  李雅普諾夫穩定性定理
第3章  封閉量子控制系統的設計
  3.1  本征態之間的狀態轉移
    3.1.1  基於狀態之間距離的量子李雅普諾夫控制律的設計
    3.1.2  基於狀態偏差的量子李雅普諾夫控制律的設計
    3.1.3  基於虛擬力學量均值的量子李雅普諾夫控制律的設計
  3.2  疊加態之間的狀態轉移
  3.3  混合態之間的狀態轉移
  3.4  虛擬力學量P的構造原則
  3.5  退化情況下的李雅普諾夫控制律的設計
    3.5.1  控制系統模型
    3.5.2  微擾函數的設計
    3.5.3  目標態為對角陣情況下的控制律設計
    3.5.4  目標態為非對角陣情況下的控制律設計
    3.5.5  小結
  3.6  算符Hadamard門的製備
    3.6.1  量子點單個電子的數學模型
    3.6.2  酉旋轉門的標準形式

    3.6.3  Hadamard門的製備過程
    3.6.4  製備Hadamard門的控制律設計
    3.6.5  數值實驗及結果分析
第4章  基於最優測量的量子狀態轉移
  4.1  投影測量及其控制問題
  4.2  最優投影測量的必要條件
  4.3  通過一次序列測量的最優狀態轉移
    4.3.1  純態之間的轉移
    4.3.2  混合態和純態間的轉移
    4.3.3  正交混合態間的轉移
  4.4  基於瞬時測量調控二能級量子系統狀態
  4.5  基於連續測量調控二能級量子系統狀態
  4.6  測量輔助相干控制下動力學對稱系統的總體最優演化
  4.7  測量控制的誤差分析
  4.8  系統模擬及特性分析
    4.8.1  無自由演化情況下本征態最優測量控制實驗
    4.8.2  考慮自由演化影響的本征態最優測量控制實驗
  4.9  小結
第5章  量子層析及量子狀態估計方法
第6章  壓縮感測理論及其在量子態估計中的應用
第7章  馬爾科夫開放量子系統的相干保持控制
第8章  非馬爾科夫開放量子控制系統的設計
第9章  隨機開放量子系統模型與控制
第10章  隨機開放量子系統的特性分析
第11章  基於李雅普諾夫的二能級雙量子點量子位超快操縱
第12章  可實現的二能級雙量子點操縱方案
第13章  核磁共振中雙比特同核自旋系統的建模及其演算法設計
第14章  核磁共振中雙比特同核自旋系統的時間最優控制
參考文獻

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