Non-Markovian开放量子系统的特性分析与状态转移 被引量：3

1

作者 丛爽 胡龙珍 +1 位作者 杨霏 刘建秀 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期360-370,共11页

针对时间无卷积的二能级Non-Markovian开放量子系统,分别研究了环境截断频率、耦合系数和系统振荡频率对系统衰减系数、相干性和纯度的影响,并根据不同数值对系统性能影响的分析结果来确定合适的系统仿真实验的参数;基于李雅普诺夫稳定... 针对时间无卷积的二能级Non-Markovian开放量子系统,分别研究了环境截断频率、耦合系数和系统振荡频率对系统衰减系数、相干性和纯度的影响,并根据不同数值对系统性能影响的分析结果来确定合适的系统仿真实验的参数;基于李雅普诺夫稳定性定理设计了用于系统状态转移的控制场;在Matlab环境下进行了系统数值仿真实验,研究了Non-Markovian系统自由演化轨迹的特性,以及在所设计的控制器作用下纯态到纯态的状态转移,并通过性能对比实验,验证了所提出的量子李雅普诺夫控制方法应用于Non-Markovian系统状态转移的有效性,同时分析了控制参数、截断频率参数对控制系统性能的影响. 展开更多

关键词 Non-Markovian开放量子系统 系统特性分析 量子李雅普诺夫控制 状态转移

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开放量子系统中消相干及其控制策略 被引量：4

2

作者 丛爽 楼越升 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期665-669,共5页

从开放量子系统的起因入手,就量子系统中消相干现象的产生、类型以及所产生的影响进行了分析和阐述。在此基础上,针对不同类型抑制消相干控制研究的方法与策略,进行了比较详细的综述,并以对比的方式揭示了开放量子系统消相干控制策略中... 从开放量子系统的起因入手,就量子系统中消相干现象的产生、类型以及所产生的影响进行了分析和阐述。在此基础上,针对不同类型抑制消相干控制研究的方法与策略,进行了比较详细的综述,并以对比的方式揭示了开放量子系统消相干控制策略中的优缺点。最后对抑制消相干研究的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 量子控制 开放量子系统 消相干抑制 控制策略

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环境为热浴的开放量子系统模型的研究 被引量：2

3

作者 杨洁 丛爽 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期660-673,共14页

基于具有non-Markovian特性的关于量子系统约化密度矩阵的精确系统动力学方程,分别根据方程所具有的非封闭、不等时、积分微分方程的特性,通过Born逼近和Markov逼近得到关于量子系统约化密度矩阵的封闭、等时和微分的Markovian主方程;... 基于具有non-Markovian特性的关于量子系统约化密度矩阵的精确系统动力学方程,分别根据方程所具有的非封闭、不等时、积分微分方程的特性,通过Born逼近和Markov逼近得到关于量子系统约化密度矩阵的封闭、等时和微分的Markovian主方程;逐一分析了Markovian主方程的Lindblad形式、具有方便检验正定性的GKS表达形式、针对单量子位系统的Bloch球表达形式和无需明确的环境信息也能对开放系统进行描述的Kraus表达形式;分析并比较了能去除系统动力学方程non-Markovian特性的4种Markov逼近方法以及其他四种特定情形下常见的Markovian主方程;对于不适用于Markov逼近的情形,分析了能满足开放量子系统动力学对于系统状态要求的post-Markovian主方程;当热浴与量子系统发生能量交换,且热浴与量子系统组成的封闭系统能量守恒时,给出了热浴状态不恒定时开放量子系统的动力学方程,并通过Markov逼近得到Markovian主方程。 展开更多

关键词 量子光学 开放量子系统 Markov逼近 Markovian主方程 non—Markovian主方程

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随机开放量子系统模型及其反馈控制的特性分析 被引量：1

4

作者 丛爽 薛静静 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期186-197,共12页

研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于受到测量影响的不同开放量子系统模型,分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响;对于所简化的模型,分析了其简化的过程;同时对不同模型之间的关系进行对比分析。基于估计状... 研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于受到测量影响的不同开放量子系统模型,分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响;对于所简化的模型,分析了其简化的过程;同时对不同模型之间的关系进行对比分析。基于估计状态的随机开放量子系统的反馈控制,分别对目前已有的开关控制和连续性控制在本征态之间状态转移的控制思想、所具有的特性、控制效果、适用条件、改进过程等进行了对比研究。同时还探讨了环境退相干和时间延迟影响下反馈控制器的设计。 展开更多

关键词 量子控制 随机开放量子系统模型 量子连续测量 量子滤波器 量子反馈控制

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二能级开放量子系统相干保持的最优控制策略

5

作者 李明 何耀 陈宗海 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第20期5605-5609,共5页

二能级量子系统在开放环境下的相干保持是量子器件实用化的关键。针对二能级开放量子系统的相干保持问题,首先将系统的主方程模型转化为实向量空间上的状态空间模型。然后借助经典最优控制的思想,提出了一种既保证系统控制能量最小,同... 二能级量子系统在开放环境下的相干保持是量子器件实用化的关键。针对二能级开放量子系统的相干保持问题,首先将系统的主方程模型转化为实向量空间上的状态空间模型。然后借助经典最优控制的思想,提出了一种既保证系统控制能量最小,同时又最大程度的减小消相干的最优控制策略。最后就一个典型的二能级开放量子系统仿真实现其相干保持,仿真结果显示了该方案的优越性。 展开更多

关键词 二能级开放量子系统 相干保持 主方程模型 状态空间模型 相干向量 最优控制

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开放量子系统状态最优跟踪控制的研究

6

作者 黄泽霞 黄德才 俞攸红 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第12期251-253,共3页

利用Liouville超算符变换方法,对伴随着耗散的开放量子系统状态演化的方程进行精简,并在最优控制的基础上,利用随时间变化的密度函数来设计性能指标,提出了一种高效的单调收敛的最优跟踪控制方法。此方法可以使系统在实数空间中沿给定... 利用Liouville超算符变换方法,对伴随着耗散的开放量子系统状态演化的方程进行精简,并在最优控制的基础上,利用随时间变化的密度函数来设计性能指标,提出了一种高效的单调收敛的最优跟踪控制方法。此方法可以使系统在实数空间中沿给定时间变化的轨迹运动,并控制其随时间变化的布居数。同时,在MATLAB环境下以两能级开放量子系统为例,对这种方法进行了实验仿真,分析了不同惩罚因子α的变化与选取对系统性能的影响。 展开更多

关键词 Liouville超算符 开放量子系统 最优跟踪控制

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Lindblad型开放量子系统最优控制

7

作者 杨洁 丛爽 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2155-2159,共5页

对于伴随着松弛和耗散的Lindblad型开放量子系统,采用基于Liouville超算符变换的方法,将开放量子系统的动力学微分方程的矩阵表达形式转化成向量表达以简化微分方程的求解。以系统被控状态到达目标状态的期望值为性能指标,对变换后的开... 对于伴随着松弛和耗散的Lindblad型开放量子系统,采用基于Liouville超算符变换的方法,将开放量子系统的动力学微分方程的矩阵表达形式转化成向量表达以简化微分方程的求解。以系统被控状态到达目标状态的期望值为性能指标,对变换后的开放量子系统进行最优控制律的设计,以达到状态转移的目的。在MATLAB环境下以2能级开放量子系统为例进行了系统仿真实验。对控制参数的变化对系统的布居数转移概率及其控制时间的影响进行了对比实验,并对实验结果进行了对比分析。 展开更多

关键词 开放量子系统 Liouville超算符 最优控制 系统仿真

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开放量子系统的等效哈密顿与几种新的可解模型

8

作者 张振宇 刘觉平 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期581-584,共4页

利用投影算符技术 ,将多粒子体系完备的Hilbert空间分成两个相互正交的子空间 ,以明晰的方式导出了处于某一外界环境中的开放量子力学体系的等效哈密顿算符的一般表达式 考察了一些有实用意义的新的可解模型 ,通过对各种具体模型的特... 利用投影算符技术 ,将多粒子体系完备的Hilbert空间分成两个相互正交的子空间 ,以明晰的方式导出了处于某一外界环境中的开放量子力学体系的等效哈密顿算符的一般表达式 考察了一些有实用意义的新的可解模型 ,通过对各种具体模型的特征多项式的分析与计算 。 展开更多

关键词 开放量子系统 等效哈密顿 可解模型 开放量子力学体系 共振态 投影算符 特征多项式 多粒子体系

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用开放量子系统的理论研究量子信息

9

作者 毕桥 曾祥华 常加锋 《科学技术与工程》 2003年第1期13-14,共2页

简述了利用开放的量子系统的理论——子动力学方程,处理量子计算中退消相干的一般方法,以及子空间中多量子位的计算及其避错码问题。

关键词 子动力学理论 开放量子系统 量子计算机 量子信息 量子位 退消相干

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单个控制场下开放量子系统的状态转移(英文)

10

作者 杨洁 丛爽 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期17-26,共10页

研究了开放量子系统的状态转移问题.利用刘维尔超算符将其矩阵动力学模型转换为向量形式.给定一个耗散的量子系统的动力学模型,在一个随时变化的外部控制场中,以系统状态和目标状态的密度矩阵的误差平方作为性能指标,推导出改进的状态... 研究了开放量子系统的状态转移问题.利用刘维尔超算符将其矩阵动力学模型转换为向量形式.给定一个耗散的量子系统的动力学模型,在一个随时变化的外部控制场中,以系统状态和目标状态的密度矩阵的误差平方作为性能指标,推导出改进的状态转移最优控制律.在数值仿真实验中,我们研究了一个热浴中的自旋1/2粒子系统在单个外部控制场作用下的动力学特性.在所提出的最优控制作用下,分别选择本征态、纯态和混合态作为系统的初始状态和目标状态.对此系统中状态转移的实验结果进行了性能对比分析. 展开更多

关键词 开放量子系统 最优控制 状态转移 自旋1/2粒子系统

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给定环境下稳定开放量子系统的哈密顿量方法

11

作者 闫家臻 匡森 +1 位作者 陈蒙西 丛爽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1506-1513,共8页

针对耗散已知情况下Lindblad主方程描述的开放量子系统,本文通过哈密顿量的设计实现了系统对于目标平衡态的稳定化.借助相干矢量体系,将矩阵形式下的原始系统模型转换为了一个矢量形式的线性系统,并证明了变换前后系统稳定属性的等价性... 针对耗散已知情况下Lindblad主方程描述的开放量子系统,本文通过哈密顿量的设计实现了系统对于目标平衡态的稳定化.借助相干矢量体系,将矩阵形式下的原始系统模型转换为了一个矢量形式的线性系统,并证明了变换前后系统稳定属性的等价性.通过保证矢量化线性系统模型的稳定性,并使系统的唯一平衡态等于期望的目标态,得到了系统哈密顿量的设计框架.特别地,本文讨论了这两类条件下系统哈密顿量各元素的范围,并指出根据它们的交集即可构成所设计的系统哈密顿量.最后,在一个两能级系统上进行了数值仿真实验,验证了本文哈密顿量稳定化方案的有效性. 展开更多

关键词 开放量子系统 模型变换 哈密顿量设计 稳定化 相干矢量

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开放量子系统时间演化方程的矩阵表示

12

作者 张巧卫 刘娟 《榆林学院学报》 2023年第2期57-59,共3页

开放量子系统是指主量子系统不可避免地与其周围的环境发生耦合所形成的新的量子系统。研究了描述开放量子系统时间演化过程的两个主方程所确定的量子过程的矩阵表示,分别给出了几种特殊演化过程下矩阵表示的刻画形式,并讨论了其相关性质。

关键词 开放量子系统 时间演化方程 矩阵表示

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开放量子系统中拓扑量子计算Majorana零模态的退相干

13

作者 笪诚 《大众标准化》 2021年第10期97-99,103,共4页

拓扑量子计算是最有希望实用化的量子计算方案之一,它以独有的拓扑保护特性从硬件上给困扰量子计算多年的退相干问题带来解决的希望。但这些都是假定拓扑量子系统是在理想的孤立量子系统中运行的,而实际情况是在开放量子系统中运行的。... 拓扑量子计算是最有希望实用化的量子计算方案之一,它以独有的拓扑保护特性从硬件上给困扰量子计算多年的退相干问题带来解决的希望。但这些都是假定拓扑量子系统是在理想的孤立量子系统中运行的,而实际情况是在开放量子系统中运行的。在拓扑量子计算中量子比特是由Majorana零模态成对构成的,由此有必要考虑开放量子系统中Majorana零模态的退相干问题,发现影响退相干的关键因素,寻求解决方案,为拓扑量子计算最终实现扫清障碍。 展开更多

关键词 拓扑量子计算 马约拉纳零模态 退相干 主方程 开放量子系统

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中科大首次实现对开放量子系统的环境调控

14

《军民两用技术与产品》 2012年第1期24-24,共1页

中国科学技术大学、中国科学院量子信息重点实验室的研究小组与国外研究组合作，首次实现了对开放量子系统的环境调控，观察到了开放系统的马尔科夫过程到非马尔科夫过程的突变现象。

关键词 开放量子系统 环境调控 中国科学技术大学 马尔科夫过程 重点实验室 中国科学院 量子信息 突变现象

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开放量子系统的哲学分析 被引量：1

15

作者 熊飞雷 吴国林 《自然辩证法研究》 CSSCI 北大核心 2024年第3期3-11,共9页

物理学中,封闭量子系统是对量子系统的近似,开放量子系统才是对量子系统更精确、普遍的描述。传统上对量子世界的哲学研究受限于近似的、封闭系统的视角,基于精确的、开放系统视角的哲学研究目前仍鲜有涉及。量子力学的公理体系基于封... 物理学中,封闭量子系统是对量子系统的近似,开放量子系统才是对量子系统更精确、普遍的描述。传统上对量子世界的哲学研究受限于近似的、封闭系统的视角,基于精确的、开放系统视角的哲学研究目前仍鲜有涉及。量子力学的公理体系基于封闭系统框架,但对该框架的分析可以揭示一个粒子内部开放且外部普遍联系的世界。在本体论上,它使物质符合本体结构实在论。在认识论上,它使关系具有超越实体的先在性。这些从哲学上支持了开放量子系统是物质的普遍存在方式。 展开更多

关键词 开放量子系统 个体化 本体结构实在论

原文传递

控制开放超导量子电路系统中的几何量子关联冻结和量子相干性

16

作者 吴春艳 宋晓书 +1 位作者 吕兵 贺启亮 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期141-148,共8页

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响.我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长.利用迹距离的方法,我们... 本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响.我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长.利用迹距离的方法,我们探讨了含时电磁场对超导量子比特与环境之间量子信息流动的影响,我们发现含时电磁场可以抑制环境的影响,降低超导量子比特与环境之间的量子信息流动. 展开更多

关键词 开放超导量子电路系统 几何量子关联 量子相干性 含时电磁场

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无消相干子空间中开放量子系统状态调控的收敛性 被引量：1

17

作者 丛爽 杨霏 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2011年第6期662-674,共13页

基于Lyapunov方法提出实现开放量子系统中目标态为无消相干子空间中纯态时收敛的控制策略.在假定被控系统哈密顿量各个本征态的能级差互不相同并且任意能级都是直接耦合的前提下,给出了一个关于观测算符的充分条件使系统最大不变集只包... 基于Lyapunov方法提出实现开放量子系统中目标态为无消相干子空间中纯态时收敛的控制策略.在假定被控系统哈密顿量各个本征态的能级差互不相同并且任意能级都是直接耦合的前提下,给出了一个关于观测算符的充分条件使系统最大不变集只包含目标态.选择观测算符平均值为Lyapunov函数,在相互作用绘景下设计控制律,并利用Barbalat引理分析系统的最大不变集.证明了如果满足所提条件,无消相干子空间中系统的任意本征态或叠加态的目标态都是全局渐近稳定的;被控系统能够从任意初始态转移到期望的目标态.同时给出了一种利用Schmidt正交化来构造观测算符的方法,并且在一个三能级系统的仿真实验上验证了所提方法的正确性. 展开更多

关键词 LYAPUNOV函数 开放量子系统 无消相干子空间 收敛性

原文传递

基于李雅普诺夫控制的随机开放量子系统特性分析

18

作者 丛爽 胡龙珍 +1 位作者 薛静静 温杰 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第22期15-22,共8页

测量给确定性的开放量子系统带来了随机项,使随机开放量子系统本身产生一些马尔科夫和非马尔科夫开放量子系统所不具有的特性,这些特性给随机开放量子系统带来一些新的作用和影响。在目前有关随机开放量子系统李雅普诺夫控制理论研究的... 测量给确定性的开放量子系统带来了随机项,使随机开放量子系统本身产生一些马尔科夫和非马尔科夫开放量子系统所不具有的特性,这些特性给随机开放量子系统带来一些新的作用和影响。在目前有关随机开放量子系统李雅普诺夫控制理论研究的基础上,分别对无控制作用下随机开放量子系统的内部特性、开关控制和连续控制作用下系统的状态转移性能进行仿真研究。结果表明,在测量所带来的随机回馈项的作用下,在无控制的自由演化情况下,系统的状态最终随机地收敛到测量算符的某个本征态,其可能达到的本征态的个数与初态密度矩阵中对角线非零元素的个数相等;不论是开关控制还是连续控制,系统都能够从任意的初始纯态转移到期望的本征态,但相比于开关控制,连续控制的收敛速度更快,达到期望目标态所用时间更短。 展开更多

关键词 随机开放量子系统 李雅普诺夫反馈控制 状态转移

原文传递

边界能流密度、量子基础均衡和量子耗散均衡量子开放系统边界交流均衡分析力学基础(Ⅰ) 被引量：1

19

作者 李宗诚 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期528-536,共9页

为建立非线性非平衡态量子力学,本文探讨建立量子开放系统边界交流均衡分析基础.一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的质能流密度和质能流的广延量构成量子边界交流空间,并以边界质能流密度为核心而形成量... 为建立非线性非平衡态量子力学,本文探讨建立量子开放系统边界交流均衡分析基础.一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的质能流密度和质能流的广延量构成量子边界交流空间,并以边界质能流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学;另一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的熵流密度和质能流的广延量构成量子边界熵流空间,并以边界熵流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学.本文还确定量子系统的基础约束条件,对于能量结构提出效应最大化,以确立量子耗散均衡法则;初步分析对外交换基础和类完备能量流密度变化对量子系统的必要能量的影响. 展开更多

关键词 量子力学 量子边界交流 边界交流均衡分析 量子开放系统 超越交流空间

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开放环境下多比特量子计算机的相干控制模型 被引量：2

20

作者 张靖 李春文 吴热冰 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期759-764,共6页

研究了开放环境下多比特量子计算系统的相干控制建模问题.基于开放量子系统的数学模型,选取适当的矩阵基将描述多比特量子计算机的复矩阵动态控制模型转化为实向量空间上的控制模型,并给出计算相应的结构系数的方法.这些工作提供了进一... 研究了开放环境下多比特量子计算系统的相干控制建模问题.基于开放量子系统的数学模型,选取适当的矩阵基将描述多比特量子计算机的复矩阵动态控制模型转化为实向量空间上的控制模型,并给出计算相应的结构系数的方法.这些工作提供了进一步研究控制律设计的基础. 展开更多

关键词 开放量子系统 量子计算机 相干控制

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