量子控制,在外部宏观控制下使量子系统实现任意量子态之间转移的内部微观控制。
解释
量子系统的运动由量子力学中的薛定谔方程描述。
量子控制问题通常转化为作用于态空间的幺正变换群上的控制。由于量子系统受到W.K.海森伯的不确定度关系的限制,量子控制的反馈实现会遇到宏观对象的控制中不会出现的特殊困难。此外,量子系统中的态叠加、态纠缠、连续谱等特殊物理现象,也会导致一系列的非常规性的控制问题及其理论表达形式。
量子控制的研究始于20世纪70年代末,研究内容主要限于量子控制系统的建模、量子系统的解析能控性和可逆性以及量子滤波器等方面。
量子控制是量子力学和控制理论交叉的结果,目标是建立对量子系统进行控制的普遍理论和方法。
对量子控制的研究,来自现代量子技术的一些重要领域,如量子信息处理、选键量子化学、激光冷却、量子光学、新型纳米材料等。在量子计算机的物理实现中,如量子比特的初态制备、通用量子逻辑门的实现、量子体系的长时相干等都与量子控制密切相关。