《量子系統(tǒng)控制理論與方法》分別對封閉和開放量子系統(tǒng)的控制理論與方法進行研究，借鑒宏觀系統(tǒng)控制理論中有效的思想理念、數(shù)學(xué)分析和設(shè)計方法，與量子系統(tǒng)特有的性能和控制目標(biāo)相結(jié)合，發(fā)展和建立了有效解決量子信息、量子計算以及量子通信走向?qū)嵱没^程中所遇到的相關(guān)問題的控制理論與方法，包括量子純態(tài)、混合態(tài)、糾纏態(tài)的制備，各種量子態(tài)之間狀態(tài)的高效、快速轉(zhuǎn)移與操縱，量子門的制備方案，演化中量子狀態(tài)的跟蹤，開放量子系統(tǒng)的狀態(tài)保持、保真以及容錯。從系統(tǒng)控制角度，該書對理想和非理想量子系統(tǒng)的高精度操控以及量子系統(tǒng)的實際應(yīng)用提供理論支持和科學(xué)基礎(chǔ)。在控制理論方面，該書重點對基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的量子控制方法和收斂性能進行深入的探討，提出了一套完整、統(tǒng)一的封閉量子系統(tǒng)李雅普諾夫控制的理論與方法，解決了封閉量子系統(tǒng)在具有衰減內(nèi)部哈密頓量以及非全連接控制哈密頓量非理想情況下的量子系統(tǒng)的收斂控制問題。該書對所提出的控制理論與方法都同時進行了量子系統(tǒng)仿真實驗的研究和性能的對比與分析。
《量子系統(tǒng)控制理論與方法》可以作為量子物理化學(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)、計算科學(xué)等領(lǐng)域的研究生和科研人員的參考書籍。
完整的量子控制理論的建立對于物理、化學(xué)、量子信息、納米技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義，量子系統(tǒng)控制有著巨大的發(fā)展前景。《量子系統(tǒng)控制理論與方法》從量子系統(tǒng)狀態(tài)與Bloch球的幾何關(guān)系以及二階含時量子系統(tǒng)狀態(tài)演化的一種求解方法入手，分別對封閉和開放量子系統(tǒng)的控制理論與方法的原理、性能分析、控制律設(shè)計、系統(tǒng)仿真實驗及其結(jié)果分析進行了系統(tǒng)的介紹。
前言
第l章
概論
1．1 量子系統(tǒng)控制的發(fā)展?fàn)顩r
1．2 量子分子動力學(xué)中的操縱技術(shù)和系統(tǒng)控制理論
1．2．1 量子分子動力學(xué)的操縱技術(shù)
1．2．2 激光脈沖成型操縱技術(shù)
1．2．3 波包泵浦當(dāng)浦方案
1．2．4 量子分子動力學(xué)的控制理論
1．2．5 系統(tǒng)幺正演化矩陣的控制
1．2．6 幾何控制
1．2．7 量子最優(yōu)控制理論
1．2．8 基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論的量子控制方法
1．3 量子系統(tǒng)中的狀態(tài)估計方法
1．3．1 量子系統(tǒng)狀態(tài)估計的背景
1．3．2 基于測量全同復(fù)本系統(tǒng)的量子狀態(tài)估計方法
1．3．3 基于系統(tǒng)論觀點的量子狀態(tài)重構(gòu)方法
1．4 開放量子系統(tǒng)消相干控制研究進展
1．4．1 量子系統(tǒng)中的消相干現(xiàn)象
1．4．2 抑制消相干的控制策略
1．5 開放量子系統(tǒng)量子態(tài)相干保持的控制策略
1．5．1 編碼方法
1．5．2 量子動力學(xué)解耦
1．5．3 最優(yōu)控制法
1．5．4 相干控制法
1．5．5 反饋控制法
1．5．6 復(fù)合控制
1．6 本書內(nèi)容安排
第2章
量子系統(tǒng)模型的求解與分析
2．1 量子系統(tǒng)狀態(tài)與Bloch球的幾何關(guān)系
2-1．1 純態(tài)與Bloch矢量的對應(yīng)關(guān)系
2．1．2 混合態(tài)的Bloch球幾何表示
2．1．3 小結(jié)
2．2 純態(tài)與混合態(tài)的幾何代數(shù)分析
2．2．1 純態(tài)的幾何代數(shù)表示方法
2．2．2 混合態(tài)的幾何代數(shù)表示方法
2．2．3 幾何代數(shù)表示方法與Bloch矢量的對應(yīng)關(guān)系
2．3 二階含時量子系統(tǒng)狀態(tài)演化的一種求解方法
2．3．1 時變系統(tǒng)矩陣的一般分析
2．3．2 時變系統(tǒng)矩陣的變換
2．3．3基于系統(tǒng)矩陣本征值和本征態(tài)的簡化運算
2．3．4 應(yīng)用舉例
2．4 基于Bloch球的量子系統(tǒng)軌跡控制
2．4．1 單量子比特的Bloch球表示
……
第3章 封閉量子系統(tǒng)的控制方法
第4章 基于李雅普諾夫的量子系統(tǒng)控制理論：本征態(tài)制備
第5章 記述李雅普諾夫的量子系統(tǒng)控制理論：一般態(tài)轉(zhuǎn)移
第6章 基于李雅普諾夫的量子系統(tǒng)控制理論：收斂性分析
第7章 退化情況下的李雅普諾夫控制方法
第8章 糾纏態(tài)的探測與制備
第9章 開放量子系統(tǒng)的模型
第10章 開放量子系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)控
第11章 無消相干子空間中量子態(tài)的控制與保持
第12章 動力學(xué)解耦量子控制方法
第13章 量子系統(tǒng)的跟蹤控制
第14章 量子系統(tǒng)控制的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
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