量子系统控制理论与方法

　　《量子系统控制理论与方法》分别对封闭和开放量子系统的控制理论与方法进行研究，借鉴宏观系统控制理论中有效的思想理念、数学分析和设计方法，与量子系统特有的性能和控制目标相结合，发展和建立了有效解决量子信息、量子计算以及量子通信走向实用化过程中所遇到的相关问题的控制理论与方法，包括量子纯态、混合态、纠缠态的制备，各种量子态之间状态的高效、快速转移与操纵，量子门的制备方案，演化中量子状态的跟踪，开放量子系统的状态保持、保真以及容错。从系统控制角度，该书对理想和非理想量子系统的高精度操控以及量子系统的实际应用提供理论支持和科学基础。在控制理论方面，该书重点对基于李雅普诺夫稳定性理论的量子控制方法和收敛性能进行深入的探讨，提出了一套完整、统一的封闭量子系统李雅普诺夫控制的理论与方法，解决了封闭量子系统在具有衰减内部哈密顿量以及非全连接控制哈密顿量非理想情况下的量子系统的收敛控制问题。该书对所提出的控制理论与方法都同时进行了量子系统仿真实验的研究和性能的对比与分析。《量子系统控制理论与方法》可以作为量子物理化学、量子信息与通信以及对量子系统控制感兴趣的电子、力学工程、应用数学、计算科学等领域的研究生和科研人员的参考书籍。

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前言
第l章
概论
1．1 量子系统控制的发展状况
1．2 量子分子动力学中的操纵技术和系统控制理论
1．2．1 量子分子动力学的操纵技术
1．2．2 激光脉冲成型操纵技术
1．2．3 波包泵浦当浦方案
1．2．4 量子分子动力学的控制理论
1．2．5 系统幺正演化矩阵的控制
1．2．6 几何控制
1．2．7 量子最优控制理论
1．2．8 基于李雅普诺夫稳定性理论的量子控制方法
1．3 量子系统中的状态估计方法
1．3．1 量子系统状态估计的背景
1．3．2 基于测量全同复本系统的量子状态估计方法
1．3．3 基于系统论观点的量子状态重构方法
1．4 开放量子系统消相干控制研究进展
1．4．1 量子系统中的消相干现象
1．4．2 抑制消相干的控制策略
1．5 开放量子系统量子态相干保持的控制策略
1．5．1 编码方法
1．5．2 量子动力学解耦
1．5．3 最优控制法
1．5．4 相干控制法
1．5．5 反馈控制法
1．5．6 复合控制
1．6 本书内容安排
第2章
量子系统模型的求解与分析
2．1 量子系统状态与Bloch球的几何关系
2-1．1 纯态与Bloch矢量的对应关系
2．1．2 混合态的Bloch球几何表示
2．1．3 小结
2．2 纯态与混合态的几何代数分析
2．2．1 纯态的几何代数表示方法
2．2．2 混合态的几何代数表示方法
2．2．3 几何代数表示方法与Bloch矢量的对应关系
2．3 二阶含时量子系统状态演化的一种求解方法
2．3．1 时变系统矩阵的一般分析
2．3．2 时变系统矩阵的变换
2．3．3基于系统矩阵本征值和本征态的简化运算
2．3．4 应用举例
2．4 基于Bloch球的量子系统轨迹控制
2．4．1 单量子比特的Bloch球表示
……
第3章 封闭量子系统的控制方法
第4章 基于李雅普诺夫的量子系统控制理论：本征态制备
第5章 记述李雅普诺夫的量子系统控制理论：一般态转移
第6章 基于李雅普诺夫的量子系统控制理论：收敛性分析
第7章 退化情况下的李雅普诺夫控制方法
第8章 纠缠态的探测与制备
第9章 开放量子系统的模型
第10章 开放量子系统状态调控
第11章 无消相干子空间中量子态的控制与保持
第12章 动力学解耦量子控制方法
第13章 量子系统的跟踪控制
第14章 量子系统控制的应用
参考文献