双量子系统最大纠缠态制备的两种控制方法

分别采用两种脉冲序列,对由两个自旋1/2粒子组成的四能级量子系统进行最大纠缠态的制备.基于部分受激拉曼绝热通道技术,设计了半反直觉脉冲序列;同时设计了基于面积控制的π脉冲控制序列.通过系统仿真实验,在参数选取对纠缠态制备性能影响分析的基础上,详细地给出了纠缠态制备中各个参数的优化过程,包括不同参数对纠缠态制备过程中系统几率影响的分析,纠缠态制备最佳参数的选取,以及制备系统最大纠缠态或贝尔(Bell)基态控制参数值的确定.     

基于相干控制的二能级量子系统退相干抑制

对于二能级开放量子系统,研究了利用相干控制抑制退相干效应的问题.首先讨论了二能级开放量子系统在相干控制下的建模问题,将退相干抑制归结为与环境噪声解耦的控制问题.然后,引入开环控制抑制退相干,并证明该控制可使系统状态中的部分分量与环境噪声渐近解耦.最后引入反馈控制,使得系统状态的相应分量可以与环境精确解耦,同时能够避免测量引入的量子噪声的影响.     

用量子广义测量控制消相干

本文探讨了把量子广义测量和无消相干子空间 (DFS) 结合起来抑制消相干的潜力. 证实了: 把量子广义子空间投影测量 (QGSPM) 和量子广义分类投影测量 (QGCPM) 与 DFS 算子条件结合起来, 可以有效增强 Markovian 和非 Markovian 量子开放系统抑制消相干的能力. 强调了量子测量可以作为操控量子态的重要手段. 本方法的优点在于可以构造性地设计相干控制哈密顿量.     

一种二次相位调制信号的锁相环相干解调算法

针对二次相位调制信号,设计了一种二次相干解调算法,按顺序依次进行残留载波锁相环相干解调和抑制载波Costas环相干解调,最后经过位同步及判决,得到了原始信息比特.通过对两个环路的鉴相器和滤波器的合理设计,保证了环路的稳定锁定以及信号的可靠传输.该算法适用于远距离低速通信,并可以工作在低信噪比环境中.仿真结果表明,当信噪...     

三能级原子系统中量子态相干保持的控制策略

研究光与物质的相互作用并利用其性质设计新型的量子器件,以实现光信息存储及其消相干抑制.分析了以单色激光场为控制场的A型三能级原子系统的主方程模型,借助于无消相干子空间的构造方法,通过改变耦合激光场Rabi频率的方式,设计了实现系统中量子态相干保持的控制策略.     

基于半经典量子傅里叶变换的◢t◣-比特半经典相位估计算法实现

半经典量子傅里叶变换(quantum Fourier transform,QFT)是通过测量计算线路中特定的比特,依据测量结果经过经典信息处理控制下一个比特的变换.利用半经典量子傅里叶变换思想,提出了t-比特半经典量子相位估计算法,并在IBMQ Experience量子云平台、IBMqiskit量子模拟器和国内本源悟源云平台量子模拟器上开展了不同规模的半经典相位估计实验.实验表明,该方法提高了估计精度的同时减少了算法对线路规模和两比特受控门的依赖.     

开放环境下多比特量子计算机的相干控制模型

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.     

基于相位控制的硅微机械陀螺驱动控制技术

全面分析、研究并实现了一种基于相位控制的硅微机械陀螺(Silicon micromechanical gyroscope, SMG)驱动控制技术. 分析了硅微陀螺驱动模态的动力学特性,阐述了相位控制方案的基本原理; 在此基础上建立了控制环路,采用自激振荡理论分析了其稳定性; 建立了环路的相位模型,引入特异因子实现相位控制误差到频率差 (工作频率与驱动模态谐振频率之差)的转换; 建立了对应于相位控制环路的频率模型,当环路滤波器为一阶模型时, 与传递函数为二阶的信号跟踪锁相环(Phase locked loop, PLL)不同,总的闭环模型仅为一阶; 最后基于FPGA平台,采用线性鉴相方式设计了数字化相位控制环路, 并结合幅值控制实现了双闭环驱动控制电路.测试结果表明, 该方案可实现硅微陀螺驱动端的高精度控制.     

非线性非最小相位系统的控制研究综述

非线性非最小相位系统是指具有不稳定零动态或内部动态的非线性系统, 其本身固有的非最小相位特性限制了许多常规非线性控制方法(如反推控制、反馈线性化、滑模控制等)的直接应用. 因此, 非最小相位系统的控制比最小相位系统要困难得多, 是控制理论与工程应用中具有挑战性的课题之一. 本文综述了目前非线性非最小相位系统的研究成果, 着重介绍了非最小相位系统的成因、特性、 理想内模求解等问题, 并对其镇定、轨迹跟踪及路径跟踪等控制方法进行了分析比较. 最后, 讨论了非线性非最小相位系统研究领域中尚存在的问题, 并对其未来发展方向进行了展望.     

一类非最小相位多变量系统的自适应控制设计

利用一种有界输入计算方法,根据对象的左互质分解（ＬＣＦ） 特性,对一类多变量离散时间模型跟踪控制系统（ ＭＦＣＳ） 进行设计,进而给出相应的非最小相位系统自适应控制器的设计方法。     

Controllability and Universal Three-qubit Quantum Computation with Trapped Electron States

We show how to control and perform universal three-qubit quantum computation with trapped electron quantum states. The three qubits are the electron spin, and the first two quantum states of the cyclotron and axial harmonic oscillators. We explicitly show how universal three-qubit gates can be performed. As an example of a quantum algorithm, we outline the implementation of the three-qubit Deutsch-Jozsa algorithm in this system.      

Squeezing enhancement of degenerate parametric amplifier via coherent feedback control

The purpose of this article is to present an efficient coherent feedback control technique for squeezing enhancement of degenerate parametric amplifiers (DPAs). The feedback controllers to be designed are in the form of linear quantum stochastic systems which can be described by quantum feedback networks theory recently developed. The problem of squeezing enhancement is formulated as a non-convex constrained nonlinear programming problem, whose solution yields the coherent feedback controllers to be designed. Compared with the previous study, the proposed approach reveals clear advantage when DPAs are lossy, as is always the case in practice. Based on the recently developed quantum network synthesis theory, we show how the designed coherent feedback controllers can be implemented by means of quantum optical devices.     

Event- and self-triggered consensus for double-integrator networks with relative state measurements

ABSTRACT

This paper addresses the consensus problem of double-integrator networks via event- and self-triggered control approaches. In the proposed control protocol, only relative state information is utilised to synchronise all agents. First, an event-triggering algorithm with periodic event detection is designed to determine the event times of each agent. Then, a self-triggered control algorithm is provided to further reduce resource consumption. Two numerical simulations are conducted to illustrate the effectiveness of the results.     

移动机器人的队形控制及其主动避障

在这篇论文中, 我们利用一个统一的算法框架来解决移动机器人的队形控制和主动避障问题, 使得编队中的从机器人在避开障碍物的同时, 能够与被跟踪的主机器人保持期望的相对距离或相对方位. 在现有的关于主—从跟踪编队控制的文献中, 为了实现对主机器人快速准确的跟踪, 从机器人在跟踪控制时需要主机器人在惯性坐标系下的绝对运动速度作为队形跟踪控制器的输入. 然而, 在一些环境中, 主机器人的绝对运动状态很难获得. 这里, 我们将利用主—从机器人之间的相对速度来建立机器人编队系统的运动学模型. 基于这个模型的编队控制方法将不再需要测量主机器人的绝对运动速度. 进一步地, 上述的建模和控制方法被扩展为一个移动机器人的动态避障方法, 该方法利用机器人与障碍物之间相对运动状态作为避障控制器的信息输入. 利用由三个非完整移动机器人组成的多机器人系统, 验证了所提出编队控制方法的有效性.     

强度涨落下标记配对相干态光源诱骗态量子密钥分配

本文刻画了标记配对相干态光源(HPCS光源)光子数分布的两条性质,基于三强度诱骗态编码方案,证明了HPCS光源满足强度涨落下量子密钥分配最终密钥生成率表达式的条件.数值模拟表明,HPCS光源的三强度诱骗态编码方案与理想方案(无穷诱骗态)的接近程度较高,该光源对强度涨落的稳定性要好于弱相干态光源,但明显比标记单光子源要弱...