非理想情形下量子系统的混杂控制研究

项目名称： 非理想情形下量子系统的混杂控制研究

项目编号： No.61203128

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化学科

项目作者： 赵寿为

作者单位： 上海工程技术大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 当量子系统模型处于非理想情形，即线性化系统不可控或内部哈密顿量退化时，已有控制方法难以实现控制目标。本项目拟研究非理想情形下量子系统的混杂控制。以量子控制理论、混杂系统控制理论及申报者前期工作为基础，发展并综合运用切换控制、量子Lyapunov控制、量子开环控制等方法对非理想情形下封闭量子系统的混杂控制进行系统的研究。内容包括：非理想情形下封闭量子系统基于Lyapunov方法的切换控制、开环混杂控制的鲁棒性分析；非理想情形下封闭量子系统的脉冲控制与分析；非理想情形下量子系统的切换脉冲混杂控制设计以及混杂控制在量子仿真实验中的应用。本项目的研究不仅丰富了量子系统控制理论，为量子系统的混杂控制给予了理论上的保证，而且提供了控制非理想情形下量子系统的新方法，是一个新的、探索性研究，在理论研究和量子实验中具有重要的意义。

中文关键词： 量子系统；切换；脉冲；混杂控制；Lyapunov方法

英文摘要： For a quantum system, if the linearized system around the target state is not controllable or the internal Hamiltonian is degenerate, it is shown that the control methods in the known literatures may fail to achieve the control goal. To overcome the limitations, the proposed research will investigate a hybrid control of quantum systems for the above mentioned nonideal cases. Based on our preliminary work, the proposed research will try to develop a hybrid control method for nonideal quantum systems with the help of the classical hybrid control theory. Our research focus on the Lyapunov based switching control of quantum systems for the nonideal cases, the effectiveness and robustness of quantum hybrid control systems, impulsive control and analysis of quantum systems for the nonideal cases, hybrid switching impulsive control of quantum systems and its practical applications. If successful, the proposed research will make fundamental and original contributions to enriching the quantum control theory. The results will provide a novel method to deal with the control of quantum systems for the nonideal cases. This is a creative investigation with great significance in both theoretical study and application.

英文关键词： Quantum systems；switch；impulse；hybrid control；Lyapunov method