n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制

作     者：张骄阳 丛爽 匡森 ZHANG Jiao-Yang;CONG Shuang;KUANG Sen

作者机构：中国科学技术大学自动化系合肥230027 

出 版 物：《自动化学报》 (Acta Automatica Sinica)

年 卷 期：2024年第50卷第1期

页      面：42-53页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 070105[理学-运筹学与控制论] 070201[理学-理论物理] 081101[工学-控制理论与控制工程] 071101[理学-系统理论] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61973290)资助 

主　　题：随机量子系统 量子反馈控制 在线交替方向乘子法 李雅普诺夫控制方法 

摘      要：研究了n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制的问题.对于连续弱测量(Continuous weak measurement, CWM)过程存在高斯噪声的情况,基于在线交替方向乘子法(Online alternating direction multiplier method,OADM)推导出一种适用于n比特随机量子系统的实时量子状态估计算法,即QSE-OADM (Quantum state estimation based on OADM).运用李雅普诺夫方法设计控制律,实现基于实时量子状态估计的反馈控制,并证明所提控制律的收敛性.以2比特随机量子系统为例进行数值仿真实验,通过与基于QST-OADM (Quantum state tomography based on OADM)算法和OPG-ADMM (Online proximal gradient-based alternating direction method of multipliers)算法的量子反馈控制方案的性能对比,验证了所提控制方案的优越性.