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《量子系統控制理論與方法》分別對封閉和開放量子系統的控制理論與方法進行研究，借鑒宏觀系統控制理論中有效的思想理念、數學分析和設計方法，與量子系統特有的性能和控制目標相結合，發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實用化過程中所遇到的相關問題的控制理論與方法，包括量子純態、混合態、糾纏態的制備，各種量子態之間狀態的高效、快速轉移與操縱，量子門的制備方案，演化中量子狀態的跟蹤，開放量子系統的狀態保持、保真以及容錯。從系統控制角度，該書對理想和非理想量子系統的高精度操控以及量子系統的實際應用提供理論支持和科學基礎。在控制理論方面，該書重點對基於李雅普諾夫穩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、統一的封閉量子系統李雅普諾夫控制的理論與方法，解決了封閉量子系統在具有衰減內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仿真實驗的研究和性能的對比與分析。
《量子系統控制理論與方法》可以作為量子物理化學、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、計算科學等領域的研究生和科研人員的參考書籍。
《量子系統控制理論與方法》可以作為量子物理化學、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、計算科學等領域的研究生和科研人員的參考書籍。
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完整的量子控制理論的建立對於物理、化學、量子信息、納米技術、生物技術等領域的發展具有重要意義，量子系統控制有著巨大的發展前景。《量子系統控制理論與方法》從量子系統狀態與Bloch球的幾何關係以及二階含時量子系統狀態演化的一種求解方法入手，分別對封閉和開放量子系統的控制理論與方法的原理、性能分析、控制律設計、系統仿真實驗及其結果分析進行了系統的介紹。
目次
前言
第l章
概論
1．1 量子系統控制的發展狀況
1．2 量子分子動力學中的操縱技術和系統控制理論
1．2．1 量子分子動力學的操縱技術
1．2．2 激光脈衝成型操縱技術
1．2．3 波包泵浦當浦方案
1．2．4 量子分子動力學的控制理論
1．2．5 系統幺正演化矩陣的控制
1．2．6 幾何控制
1．2．7 量子最優控制理論
1．2．8 基於李雅普諾夫穩定性理論的量子控制方法
1．3 量子系統中的狀態估計方法
1．3．1 量子系統狀態估計的背景
1．3．2 基於測量全同復本系統的量子狀態估計方法
1．3．3 基於系統論觀點的量子狀態重構方法
1．4 開放量子系統消相幹控制研究進展
1．4．1 量子系統中的消相幹現象
1．4．2 抑制消相幹的控制策略
1．5 開放量子系統量子態相幹保持的控制策略
1．5．1 編碼方法
1．5．2 量子動力學解耦
1．5．3 最優控制法
1．5．4 相幹控制法
1．5．5 反饋控制法
1．5．6 復合控制
1．6 本書內容安排
第2章
量子系統模型的求解與分析
2．1 量子系統狀態與Bloch球的幾何關係
2-1．1 純態與Bloch矢量的對應關係
2．1．2 混合態的Bloch球幾何表示
2．1．3 小結
2．2 純態與混合態的幾何代數分析
2．2．1 純態的幾何代數表示方法
2．2．2 混合態的幾何代數表示方法
2．2．3 幾何代數表示方法與Bloch矢量的對應關係
2．3 二階含時量子系統狀態演化的一種求解方法
2．3．1 時變系統矩陣的一般分析
2．3．2 時變系統矩陣的變換
2．3．3基於系統矩陣本征值和本征態的簡化運算
2．3．4 應用舉例
2．4 基於Bloch球的量子系統軌跡控制
2．4．1 單量子比特的Bloch球表示
……
第3章 封閉量子系統的控制方法
第4章 基於李雅普諾夫的量子系統控制理論：本征態制備
第5章 記述李雅普諾夫的量子系統控制理論：一般態轉移
第6章 基於李雅普諾夫的量子系統控制理論：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 糾纏態的探測與制備
第9章 開放量子系統的模型
第10章 開放量子系統狀態調控
第11章 無消相幹子空間中量子態的控制與保持
第12章 動力學解耦量子控制方法
第13章 量子系統的跟蹤控制
第14章 量子系統控制的應用
參考文獻
第l章
概論
1．1 量子系統控制的發展狀況
1．2 量子分子動力學中的操縱技術和系統控制理論
1．2．1 量子分子動力學的操縱技術
1．2．2 激光脈衝成型操縱技術
1．2．3 波包泵浦當浦方案
1．2．4 量子分子動力學的控制理論
1．2．5 系統幺正演化矩陣的控制
1．2．6 幾何控制
1．2．7 量子最優控制理論
1．2．8 基於李雅普諾夫穩定性理論的量子控制方法
1．3 量子系統中的狀態估計方法
1．3．1 量子系統狀態估計的背景
1．3．2 基於測量全同復本系統的量子狀態估計方法
1．3．3 基於系統論觀點的量子狀態重構方法
1．4 開放量子系統消相幹控制研究進展
1．4．1 量子系統中的消相幹現象
1．4．2 抑制消相幹的控制策略
1．5 開放量子系統量子態相幹保持的控制策略
1．5．1 編碼方法
1．5．2 量子動力學解耦
1．5．3 最優控制法
1．5．4 相幹控制法
1．5．5 反饋控制法
1．5．6 復合控制
1．6 本書內容安排
第2章
量子系統模型的求解與分析
2．1 量子系統狀態與Bloch球的幾何關係
2-1．1 純態與Bloch矢量的對應關係
2．1．2 混合態的Bloch球幾何表示
2．1．3 小結
2．2 純態與混合態的幾何代數分析
2．2．1 純態的幾何代數表示方法
2．2．2 混合態的幾何代數表示方法
2．2．3 幾何代數表示方法與Bloch矢量的對應關係
2．3 二階含時量子系統狀態演化的一種求解方法
2．3．1 時變系統矩陣的一般分析
2．3．2 時變系統矩陣的變換
2．3．3基於系統矩陣本征值和本征態的簡化運算
2．3．4 應用舉例
2．4 基於Bloch球的量子系統軌跡控制
2．4．1 單量子比特的Bloch球表示
……
第3章 封閉量子系統的控制方法
第4章 基於李雅普諾夫的量子系統控制理論：本征態制備
第5章 記述李雅普諾夫的量子系統控制理論：一般態轉移
第6章 基於李雅普諾夫的量子系統控制理論：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 糾纏態的探測與制備
第9章 開放量子系統的模型
第10章 開放量子系統狀態調控
第11章 無消相幹子空間中量子態的控制與保持
第12章 動力學解耦量子控制方法
第13章 量子系統的跟蹤控制
第14章 量子系統控制的應用
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