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Incoherent control of two classes of finite-level quantum systems
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作者 Chunlin Chen 1,2 and Zhenquan Qin 3,1.Department of Control and System Engineering,Nanjing University,Nanjing 210093,P.R.China 2.State Key Laboratory for Novel Software Technology,Nanjing University,Nanjing 210093,P.R.China 3.School of Software,Dalian University of Technology,Dalian 116620,P.R.China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2011年第4期679-683,共5页
The incoherent control of finite-level quantum systems is investigated. Following a brief introduction to coherent control paradigms in quantum control, a control problem that can not be accomplished using only cohere... The incoherent control of finite-level quantum systems is investigated. Following a brief introduction to coherent control paradigms in quantum control, a control problem that can not be accomplished using only coherent control is presented. For such a control problem, it is proved that it can be accomplished using incoherent control based on projective measurement and coherent control for two classes of finite-level quantum systems, i.e., eigenstate controllable quantum systems and wavefunction controllable quantum systems. 展开更多
关键词 quantum control eigenstate controllability wavefunction controllability coherent control incoherent control.
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倒Y型四能级原子系统中电磁诱导透明的相干控制 被引量:4
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作者 戈燕 花轩 +2 位作者 张蕾 刘练珍 张向阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期177-182,共6页
研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对... 研究了倒Y型四能级原子系统中相干控制电磁诱导透明.应用微扰理论给出一阶近似条件下,不同控制场原子系统对探测光场响应的解析式及电磁诱导透明窗宽度的解析式.在探测场为弱场时,分析了系统中控制光场强度、耦合光场强度及其失谐量对电磁诱导透明窗的影响.研究发现电磁诱导透明窗随控制光场强度的增强变宽,而随耦合光场强度的增强变窄,当探测光场与耦合光场偏离双光子共振时,透明窗外的吸收增加,透明窗变宽.在弱探测场、弱控制场条件下,分析了初始时刻原子处在相干叠加态时的相对相位、相对强度与探测场和控制场的相对相位等对系统吸收特性及透明窗的影响.结果表明探测场与控制场的相对相位对吸收的影响与相干叠加态中两能级之间几率幅的相对相位对吸收的影响作用相反,系统在两下能级干涉极大时,存在一个很宽的透明带.应用缀饰态理论和量子相干理论对所得结果进行了解释. 展开更多
关键词 量子光学 电磁诱导透明 相干控制 相干叠加态 双光子共振 缀饰态理论
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量子控制实验研究进展 被引量:6
3
作者 陈宗海 董道毅 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-6,共6页
量子控制论是一门以研究微观世界系统量子态的控制问题为主要内容的新兴边缘学科。与经典控制论有着显著区别,实验方法是目前研究量子控制最直接有效的主要方法。本文系统全面地介绍了量子控制实验研究现状,并对其未来发展进行了展望.
关键词 量子控制论 量子态 实验研究 相干 量子信息学
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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
4
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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调频场作用下双光子电离光电子谱特性 被引量:4
5
作者 伏振兴 樊荣 +2 位作者 李永放 刘娟 任立庆 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期37-41,共5页
应用微扰理论和数值计算方法,研究了调频光场作用下激发与电离模型中双光子电离光电子谱的相干特性.分析了调频光场的调制振幅、调制频率以及初相位对双光子电离光电子谱的影响.结果表明,调制振幅、调制频率以及初相位对双光子电离光电... 应用微扰理论和数值计算方法,研究了调频光场作用下激发与电离模型中双光子电离光电子谱的相干特性.分析了调频光场的调制振幅、调制频率以及初相位对双光子电离光电子谱的影响.结果表明,调制振幅、调制频率以及初相位对双光子电离光电子谱有调制作用.选取合适的参量,可以实现对双光子电离光电子谱的量子控制.这一相干量子控制的机理是强场作用下激发态的粒子在两个缀饰态之间的选择性布局所致. 展开更多
关键词 调频场 电离光电子谱 量子相干控制
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Non-Markovian开放量子系统的特性分析与状态转移 被引量:3
6
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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利用相位的自旋1/2量子系统的相干控制 被引量:8
7
作者 丛爽 楼越升 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期187-192,共6页
针对两个自旋1/2粒子组成的封闭量子系统,建立了具有Ising相互作用的量子系统模型.在此基础上通过具有特定幅值及相对相位的半反直觉脉冲,制备了相应的量子相干态.并通过系统数值仿真实验,归纳出系统终态与相对相位之间的近似关系式,分... 针对两个自旋1/2粒子组成的封闭量子系统,建立了具有Ising相互作用的量子系统模型.在此基础上通过具有特定幅值及相对相位的半反直觉脉冲,制备了相应的量子相干态.并通过系统数值仿真实验,归纳出系统终态与相对相位之间的近似关系式,分析了控制脉冲的幅值和时间延迟对制备过程的影响.利用部分绝热通道技术实现了相位相干控制. 展开更多
关键词 量子相干控制 半反直觉脉冲序列 相干态制备 相对相位
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二溴甲烷相干反斯托克斯拉曼光谱的选择激发增强研究 被引量:3
8
作者 张亮 李霞 +5 位作者 张诗按 张向韵 邓莉 陈果良 孙真荣 王祖赓 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期694-698,共5页
采用基于遗传算法(Genetic algorithm)的自适应反馈系统,成功实现了二溴甲烷多个拉曼振动模式的选择激发.通过脉冲分析方法(二次谐波频率分辨光谱开关和二次谐波交叉频率分辨光谱开关)(SHG-FROG和SHG-XFROG),在时域和频域上对优化脉冲... 采用基于遗传算法(Genetic algorithm)的自适应反馈系统,成功实现了二溴甲烷多个拉曼振动模式的选择激发.通过脉冲分析方法(二次谐波频率分辨光谱开关和二次谐波交叉频率分辨光谱开关)(SHG-FROG和SHG-XFROG),在时域和频域上对优化脉冲进行还原和分析,结果表明:空间光学调制器(SLM)将优化脉冲调制成具有负啾啁特性的脉冲串。该选择激发实验的成功实现验证了相干控制自适应系统在研究复杂分子系统方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 量子光学 选择增强 自适应反馈控制 相干反斯托克斯拉曼光谱
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开放量子系统中消相干及其控制策略 被引量:4
9
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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AlGaAs/GaAs多量子阱中相干控制光电流的超快弛豫 被引量:1
10
作者 林位株 寿倩 +3 位作者 刘鲁宁 吴羽 文锦辉 赖天树 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期73-76,共4页
在理论和实验上对室温下AlGaAs GaAs量子阱中的相干控制光电流的超快动力学过程进行了研究。首次由密度矩阵和电子-空穴散射弛豫模型导出相干光电流的弛豫时间为600fs,并由三波长飞秒脉冲泵浦-探测技术测量的结果得到验证。
关键词 飞秒脉冲 半导体量子阱 光学相干控制
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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
11
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
12
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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甲醇溶液相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发
13
作者 李霞 张晖 +4 位作者 张诗按 张向韵 陈果良 王祖赓 孙真荣(指导) 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期282-286,共5页
利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(v_S(CH_3)2832 cm^(-1))和反对称(v_(AS_(CH_3)2948cm^(-1))振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发。为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制... 利用飞秒自适应脉冲整形相干控制技术成功实现了甲醇溶液中甲基对称(v_S(CH_3)2832 cm^(-1))和反对称(v_(AS_(CH_3)2948cm^(-1))振动能级相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)的选择激发。为了进一步探究双光束飞秒CARS光谱实现选择激发的机制,采用二次谐波频率分辨光学开关(SHG-FROG)测量方法对整形前后的泵浦激光脉冲进行了探测。SHG-FROG痕迹结果显示裁剪泵浦光中的有效频段可实现飞秒CARS的选择激发。研究表明飞秒自适应脉冲整形相干控制技术对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有非常重要的科学意义。 展开更多
关键词 量子相干控制 选择激发 自适应脉冲整形 相干反斯托克斯拉曼散射 遗传算法
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量子反馈控制研究进展
14
作者 董道毅 陈宗海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期833-839,共7页
量子反馈控制理论将反馈的思想引入量子系统的主动控制中,已开始在量子光学、原子物理和量子 信息学等领域发挥越来越重要的作用。考虑到各种反馈策略的差异性,综述了量子反馈控制理论的研究进展, 分析和阐述了马尔可夫量子反馈、贝叶... 量子反馈控制理论将反馈的思想引入量子系统的主动控制中,已开始在量子光学、原子物理和量子 信息学等领域发挥越来越重要的作用。考虑到各种反馈策略的差异性,综述了量子反馈控制理论的研究进展, 分析和阐述了马尔可夫量子反馈、贝叶斯量子反馈、含时延非马尔可夫量子反馈和相干量子反馈,并对四种量 子反馈策略进行了简单比较。 展开更多
关键词 量子控制 量子反馈控制 马尔可夫量子反馈 贝叶斯量子反馈 相干量子反馈
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梯-型三能级系统中自发辐射的量子相干控制
15
作者 王先明 朱佩平 +1 位作者 查新未 艾尔肯.斯迪克 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期405-410,共6页
采用从基态到第一激发态为双激光场驱动的物理模型,对梯形三能级系统中自发辐射的相干控制进行了分析,通过变换驱动激光场之间的相对相位得到了一些主要结果.共振激发时,谱线呈现出三个谱峰的对称形式.当初始相位相同时,两边辐射峰值较... 采用从基态到第一激发态为双激光场驱动的物理模型,对梯形三能级系统中自发辐射的相干控制进行了分析,通过变换驱动激光场之间的相对相位得到了一些主要结果.共振激发时,谱线呈现出三个谱峰的对称形式.当初始相位相同时,两边辐射峰值较高而中间峰值较低.随着初相位差的增加,两边谱峰之间的距离逐渐增大,谱线的高度逐渐下降,中心谱线的高度随着初始相位差的增加逐渐增大,宽度逐渐变小,直至成为一条较为尖锐的线,实现了对两边谱峰的完全抑制效应.采用下能级为双激光场激发的梯-型三能级系统,通过变换激光场之间的相对相位,实现了对激发态自发辐射的量子相干控制,观察到自发辐射光谱的抑制及谱线的猝灭等效应. 展开更多
关键词 量子光学 梯-型三能级 自发辐射:量子相干控制
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开放量子系统状态最优跟踪控制的研究
16
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
17
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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利用粒子间相互作用的量子系统纯度及相干性补偿(英文)
18
作者 楼越升 丛爽 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2008年第5期687-697,共11页
研究了混态粒子的纯度补偿以及消相干过程的抵消问题,提出了利用辅助粒子及其与目标粒子的相互作用进行纯度及相干性补偿的方法.给出了2种不同情况——混态目标粒子的纯度补偿和消相干过程的抵消——辅助粒子的充要条件.并通过系统数值... 研究了混态粒子的纯度补偿以及消相干过程的抵消问题,提出了利用辅助粒子及其与目标粒子的相互作用进行纯度及相干性补偿的方法.给出了2种不同情况——混态目标粒子的纯度补偿和消相干过程的抵消——辅助粒子的充要条件.并通过系统数值仿真实验验证了所设计方法的有效性. 展开更多
关键词 量子调控 消相干控制 纯度补偿 相干性补偿 粒子相互作用
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单个控制场下开放量子系统的状态转移(英文)
19
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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双暗态原子系统动力学行为的量子相干控制研究(英文)
20
作者 钮月萍 龚尚庆 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2007年第6期841-846,共6页
量子相干控制前沿问题及应用研究是本世纪物理学前沿领域的重要研究内容.而基于暗态的量子相干控制技术已经导致了在相干布居捕获、绝热跟随、量子信息等多方面的应用.论文主要进行双暗态原子系统动力学行为的若干量子相干控制研究,包... 量子相干控制前沿问题及应用研究是本世纪物理学前沿领域的重要研究内容.而基于暗态的量子相干控制技术已经导致了在相干布居捕获、绝热跟随、量子信息等多方面的应用.论文主要进行双暗态原子系统动力学行为的若干量子相干控制研究,包括双暗态四能级原子系统的绝热跟随特性研究,双暗态作用提高克尔非线性的新方案提出,自发辐射诱导相干实现非线性极化率的提高以及双通道高效四波混频过程的实现等. 展开更多
关键词 量子相干控制 双暗态 绝热布居转移 克尔非线性 四波混频
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