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量子控制系統設計(信息科學第2版安徽省高等學校一流教材)

  • 作者：編者:叢爽//雙豐//吳熱冰|責編:蔣勁柏
  • 出版社：中國科大
  • ISBN：9787312062230
  • 出版日期：2025/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：435
人民幣：RMB 98 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、量子狀態估計與濾波、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，分別就在線量子狀態估計與重構和算符門的製備、轉移和保持等控制系統給出了專門的具體設計研究，同時進行了基於在線估計狀態的隨機量子系統反饋控制器的設計，以及量子控制系統模擬與結果分析。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
編者:叢爽//雙豐//吳熱冰|責編:蔣勁柏
目錄
第2版前言
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
  1.3  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
  1.5  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
  2.2  量子系統的測量
  2.3  封閉量子系統狀態演化方程
  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
  2.6  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
  3.2  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
  3.6  算符Hadamard門的製備
  3.7  統一的量子李雅普諾夫控制方法及其模擬實驗
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
  4.4  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
第5章  量子層析及量子狀態估計方法
  5.1  量子層析
  5.2  量子層析的優化方法
  附錄5.1  拉格朗日函數的構建與計算
第6章  壓縮感測理論及其在量子態估計中的應用
  6.1  壓縮感測理論
  6.2  信號重構演算法
  6.3  基於壓縮感測理論的量子態估計
  6.4  量子狀態估計優化問題求解
  6.5  交替方向乘子演算法的設計與改進
  6.6  量子態估計優化演算法實驗及其性能對比分析
  6.7  量子狀態濾波器
第7章  馬爾科夫開放量子系統的相干保持控制
  7.1  三能級Δ型原子的相干性保持
  7.2  N能級?型原子的相干性保持
第8章  非馬爾科夫開放量子控制系統的設計
  8.1  非馬爾科夫開放量子系統的特性分析及其控制
  8.2  非馬爾科夫開放量子系統的門算符製備和保持

第9章  隨機開放量子系統模型與控制
  9.1  基於測量的量子系統方程及其特性分析
  9.2  隨機開放量子系統的反饋控制
第10章  隨機開放量子系統的特性分析
  10.1  隨機量子系統主方程及其控制
  10.2  無控製作用下系統內部特性分析
  10.3  反饋控製作用下的系統狀態轉移性能分析
第11章  隨機開放量子系統的開關反饋控制
  11.1  隨機開放量子系統的開關控制
  11.2  隨機開放量子系統的純態開關反饋控制
第12章  隨機開放量子系統的在線量子態估計
  12.1  單比特量子系統狀態的在線估計
  12.2  帶有自適應學習速率的矩陣指數梯度在線量子態估計演算法
  12.3  基於卡爾曼濾波的在線量子態估計優化演算法
  12.4  稀疏干擾與高斯雜訊下的在線量子態濾波器
第13章  基於狀態在線估計的量子系統反饋控制
  13.1  基於狀態在線估計的單量子狀態反饋控制
  13.2  基於狀態在線估計的隨機開放量子系統的純態開關反饋控制
  13.3  基於狀態在線估計的n量子位隨機開放量子系統的反饋控制
  13.4  基於狀態在線估計的隨機非馬爾科夫本征態反饋控制
第14章  基於李雅普諾夫的二能級雙量子點量子位超快操縱
  14.1  二能級雙量子點系統描述
  14.2  基於LZS干涉原理的雙量子點系統量子位轉移
  14.3  基於李雅普諾夫穩定性定理的控制場設計
  14.4  系統模擬實驗及其結果分析
  14.5  兩種控制方法之間的關係分析
第15章  可實現的二能級雙量子點操縱方案
  15.1  可實現的控制器設計
  15.2  控制場參數選擇及系統模擬實驗
第16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
  16.1  核磁量子自旋控制系統
  16.2  雙比特同核系統的時間最優控制設計
第17章  核磁共振中雙比特同核自旋系統的時間最優控制
  17.1  單核系統最優時間控制分析
  17.2  雙比特同核系統局域門的最短控制時間估計
  17.3  局域門的時間最優控制序列搜索演算法
  17.4  局域門的最短時間控制模擬實驗
  17.5  非局域門實現的鄰近最優時間控制
  17.6  雙比特同核系統的時間最優控制實驗驗證
參考文獻

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