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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基于量子框架的开放式齿轮数控系统 被引量：1

3

作者 戴文明 韩江 +1 位作者 夏链 夏静霆 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1953-1956,共4页

文章提出只有在应用软件层次上满足数控系统的开放要求,才能实现数控系统真正意义上的跨平台开放性;叙述了量子框架的含义、结构和内容,指出量子框架是一种软件总线,能够实现软件的开放性以及各个功能模块的松耦合;定义了基于量子框架... 文章提出只有在应用软件层次上满足数控系统的开放要求,才能实现数控系统真正意义上的跨平台开放性;叙述了量子框架的含义、结构和内容,指出量子框架是一种软件总线,能够实现软件的开放性以及各个功能模块的松耦合;定义了基于量子框架的开放式齿轮数控系统的体系结构,并给出了部分活动对象的状态图和程序。结果表明,量子框架实现了真正意义上的开放性。 展开更多

关键词 开放式结构 量子框架 齿轮数控系统

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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

4

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

5

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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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

6

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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开放量子系统状态最优跟踪控制的研究

7

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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二能级开放量子系统相干保持的最优控制策略

8

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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Lindblad型开放量子系统最优控制

9

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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用开放量子系统的理论研究量子信息

10

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)

11

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

12

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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开放环境下多比特量子计算机的相干控制模型 被引量：3

13

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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开放量子行走的击中时分析

14

作者 林运国 蔡水英 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第15期43-48,共6页

作为量子搜索算法研究的一个基本工具,量子行走是一个重要研究课题。同时,击中时是衡量量子行走到达某一目标顶点速度的标准,对量子算法研究具有广泛的应用。在开放量子环境下,给出开放量子行走的四种击中时定义:单次击中时、并行击中... 作为量子搜索算法研究的一个基本工具,量子行走是一个重要研究课题。同时,击中时是衡量量子行走到达某一目标顶点速度的标准,对量子算法研究具有广泛的应用。在开放量子环境下,给出开放量子行走的四种击中时定义:单次击中时、并行击中时、平均击中时和极限击中时。区分四种击中时,说明前两种用于刻画开放量子行走局部到达目标顶点,而后两种从全局和极限角度分析目标顶点到达情况。针对同质开放量子行走、异质开放量子行走和嵌套开放量子行走,分别给出四种击中时具体计算。 展开更多

关键词 量子算法 量子行走 开放量子系统 击中时

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开放量子行走:概率分布与中心极限定理

15

作者 林运国 李永明 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2446-2459,共14页

作为量子算法研究的一个基本工具,量子行走已经成为一个重要研究课题.在开放量子环境下,同质量子行走已经得到充分研究,包括其概率分布和中心极限定理.然而,对于高维格上且在异质环境下的开放量子行走的演化方程、概率分布和中心极限定... 作为量子算法研究的一个基本工具,量子行走已经成为一个重要研究课题.在开放量子环境下,同质量子行走已经得到充分研究,包括其概率分布和中心极限定理.然而,对于高维格上且在异质环境下的开放量子行走的演化方程、概率分布和中心极限定理还未得到研究.在此基础上,该文提出高维格上异质开放量子行走以及它的演化方程,重点研究高维格上具有不同类型的量子运算的开放量子行走的概率分布和中心极限定理.首先给出高维格上量子系统的演化表达式,它不但适合于同质开放量子行走,也适合于异质开放量子行走.与已有的演化表达式相比,该结果更具有一般性.其次,利用傅里叶变换和逆变换给出开放量子行走的概率分布的计算公式,研究其对同质开放量子行走和异质开放量子行走的适用性.通过例子说明一维格上、二维格上异质开放量子行走的概率分布计算.最后,运用鞍差分序列中心极限定理,给出并证明高维格上异质开放量子行走的中心极限定理,说明一维格上同质开放量子行走的中心极限定理是它的一种特殊情况,并通过二维格上异质开放量子行走的实例给出求解极限分布的具体过程. 展开更多

关键词 量子行走 开放量子系统 概率分布 中心极限定理 量子计算

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量子反馈控制下不同环境双原子系统的关联演化

16

作者 曹晶晶 郭金良 《天津师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第1期7-12,共6页

为了研究抑制双原子在不同环境系统中量子关联演化的退纠缠问题,在设定的初态条件下利用数学方法得到系统的时间演化密度矩阵,利用赝模理论和基于量子跃迁的量子反馈控制给出系统主方程的形式,并选取单一热库和耦合热库2个模型,采用Conc... 为了研究抑制双原子在不同环境系统中量子关联演化的退纠缠问题,在设定的初态条件下利用数学方法得到系统的时间演化密度矩阵,利用赝模理论和基于量子跃迁的量子反馈控制给出系统主方程的形式,并选取单一热库和耦合热库2个模型,采用Concurrence和量子失谐度量了系统纠缠与关联的演化规律.结果表明:在单一热库模型中,初始状态参数反馈控制的强度可以有效提高系统的稳态纠缠和关联.此外,为了进一步研究3个不同初态的关联演化,绘制出演化曲线,并给出相应的物理解释.结果表明受单一热库影响的双原子系统的量子纠缠和量子关联在最初一段时间内会发生衰减,随着时间的延长,系统的态复生最终达到稳态.与单一热库相比,耦合热库模型中,反馈控制强度对抑制系统退纠缠现象的作用不明显. 展开更多

关键词 量子反馈控制 量子纠缠 开放量子系统 双原子系统 单一热库 耦合热库 关联演化

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处理强关联量子杂质系统的费米子级联运动方程方法的最新进展

17

作者 曹佳安 叶绿洲 +2 位作者 徐瑞雪 郑晓 严以京 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期5-21,I0002,共18页

近年来,由于强关联量子杂质系统(QIS)表现出多样化的、有趣新颖的量子现象,因此对它的研究也成为了一个备受关注的课题。级联运动方程方法(HEOM)是描述与环境线性耦合的量子杂质系统的最流行的数值方法之一。这篇综述全面介绍了形式上... 近年来,由于强关联量子杂质系统(QIS)表现出多样化的、有趣新颖的量子现象,因此对它的研究也成为了一个备受关注的课题。级联运动方程方法(HEOM)是描述与环境线性耦合的量子杂质系统的最流行的数值方法之一。这篇综述全面介绍了形式上严格、数值上收敛的HEOM方法,其中包括量子杂质系统的模型化描述和费米子HEOM形式的概述。此外,各种各样的谱分解方案和级联方程的截断方案被提出和发展,显著地提高了HEOM方法的精度和效率,尤其是在低温区域。通过对非平衡量子输运和强关联近藤态的表征的数值模拟,以及对非平衡量子的热力学研究,HEOM方法在处理强关联问题上的实用性和有效性得到了充分地例证。 展开更多

关键词 量子杂质系统 级联运动方程 开放量子体系 强电子关联

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基于量子条件主方程的隐马尔可夫模型 被引量：3

18

作者 李晓瑜 胡勇 +1 位作者 卢俊邑 朱钦圣 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期644-649,共6页

相比于经典的隐马尔可夫模型,量子隐马尔可夫模型有着求解速度快和参数数量少的优点而备受关注。但是在从经典到量子的转变过程中,可以发现量子隐马尔可夫过程与量子开放系统有着紧密的联系。不同于前人的研究,该文从开放量子系统出发,... 相比于经典的隐马尔可夫模型,量子隐马尔可夫模型有着求解速度快和参数数量少的优点而备受关注。但是在从经典到量子的转变过程中,可以发现量子隐马尔可夫过程与量子开放系统有着紧密的联系。不同于前人的研究,该文从开放量子系统出发,研究了量子隐马尔可夫与开放系统所对应的主方程之间的联系,并展示了两个工作:(1)研究了量子开放系统的条件主方程和量子隐马尔可夫模型之间的联系,并以量子输运系统为例,从理论上得到了量子条件主方程和量子隐马尔可夫模型之间的对应关系;(2)提出了一种基于极大似然估计思想的学习算法来解决量子隐马尔可夫模型中的参数求解问题。 展开更多

关键词 隐马尔可夫模型 参数求解 量子条件主方程 量子开放系统

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基于量子扩散理论的量子动力学过程仿真 被引量：1

19

作者 陈宗海 李明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期828-834,共7页

在分析系统和环境的相互作用的基础上,首先研究了主方程模型描述的开放量子系统的随机动力学特征,得到了表征系统消相干因素的Lindblad算符和描述系统量子态演化规律的量子随机微分方程;然后根据微分方程的形式,采用了一种迭代算法,实... 在分析系统和环境的相互作用的基础上,首先研究了主方程模型描述的开放量子系统的随机动力学特征,得到了表征系统消相干因素的Lindblad算符和描述系统量子态演化规律的量子随机微分方程;然后根据微分方程的形式,采用了一种迭代算法,实现了表征系统演化特征的约化密度算符的数值模拟,并给出一个实例,与经典Runge-Kutta迭代算法的比较,验证了其实用性和优越性;最后分析了仿真算法的收敛性. 展开更多

关键词 开放量子系统 量子扩散 量子随机微分方程 数值模拟

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量子非马尔科夫特性的度量与调控 被引量：2

20

作者 宋洪婷 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1477-1483,共7页

如何全面系统地认识和理解量子非马尔科夫特性是当前量子信息领域的一个热点问题,已经取得了一些重要的理论与实验研究进展.本文将主要介绍两种分别基于量子互信息与量子Fisher信息矩阵角度的非马尔科夫特性的刻画准则,并通过两个具体例... 如何全面系统地认识和理解量子非马尔科夫特性是当前量子信息领域的一个热点问题,已经取得了一些重要的理论与实验研究进展.本文将主要介绍两种分别基于量子互信息与量子Fisher信息矩阵角度的非马尔科夫特性的刻画准则,并通过两个具体例子,讨论它们与已有度量之间的关系和层次结构.除此之外,本文利用量子控制方法,实现了对此量子特性的有效调控,将无记忆的马尔科夫过程转化为有记忆的非马尔科夫过程. 展开更多

关键词 开放量子系统 量子非马尔科夫特性 量子信息 量子调控

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