项目名称: 基于李雅普诺夫稳定性理论的含超导量子比特开放量子系统最优控制的研究

项目编号: No.11264015

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 嵇英华

作者单位: 江西师范大学

项目金额: 50万元

中文摘要: 量子相干性和量子关联是量子信息技术的基础。它们常常受到量子系统与环境间相互作用引起的消相干效应的破坏,从而成为实现量子信息技术的最大障碍。利用控制技术,对现实中普遍存在的开放量子系统实施消相干抑制和量子关联保持控制,就成为量子信息理论极为重要的研究课题。本项目综合运用量子理论与控制理论,以含超导量子比特的开放量子系统为研究对象,拟具体:(1)进行开放量子系统能控性分析,给出相应的能控性判据;(2)融合应用最优控制理论和李雅普诺夫稳定性理论,以布居数、量子纠缠度与量子失协(Quantum discord)为性能指标,研究开放量子系统消相干抑制和量子关联保持的控制策略;(3)结合量子仿真实验,研究有效地实现开放量子系统量子态转移与控制的控制场的设计方案。本项目成功实现后,不仅能为实现实用化的固态量子比特体系提供理论依据与指导,而且会对量子控制理论产生积极的影响。

中文关键词: 开放量子系统;状态转移;最优控制;李雅普诺夫控制;量子关联保持

英文摘要: Quantum coherence and quantum correlation is the foundation of quantum information technology. They are proved to be the maximal obstacle since often destroyed by the decoherence effect that induced by the interaction between quantum system and environment. Therefore, implementing decoherence suppression and quantum correlation control in practical ubiquitous open qubit system by means of quantum control technology has become an extremely important research subject of quantum information theory. Synthesizing quantum theory with control theory, this subject takes the open quantum system containing superconducting qubit as researching object and attempts to investigate as follows: (1) Analyze the controllability of open quantum system and present corresponding criteria for controllability; (2) Taking population and quantum entanglement and quantum discord as performance indicators, research the controlling strategies of decoherence suppressing and quantum correlation maintaining in open quantum system through compromising the optimal control theory and the Lyapunov stability theory. (3) Combining with quantum simulation experiments, investigate design scheme for the control field of the transfer and control of the quantum states in open quantum system. The success of this subject not only can provide theoretical a

英文关键词: open quantum system;state transfer;optimal control;Lyapunov control;quantum correlation maintain

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