以磁场为控制场的量子比特系统量子态的最优制备

吉林大学学报(工学版)

以磁场为控制场的量子比特系统量子态的最优制备

陈宗海，朱明清，张陈斌，李明

中国科学技术大学自动化系，合肥 230027

收稿日期:2006-07-18 修回日期:2006-10-11 出版日期:2007-05-01 发布日期:2007-05-01
通讯作者: 陈宗海

Optimal preparation of quantum state of quantumbit system taking magnetic field as controlling field

Chen Zong-hai,Zhu Ming-qing,Zhang Chen-bin,Li Ming

Department of Automation, University of Science and Technology of China, Hefei 230027,China

Received:2006-07-18 Revised:2006-10-11 Online:2007-05-01 Published:2007-05-01
Contact: Chen Zong-hai

摘要/Abstract

摘要： 针对以磁场为控制场的电子自旋量子比特系统，结合量子门实现量子态幺正演化的量子态调控机制，提出了一种量子比特系统任意量子态的最优制备策略。建立了该量子比特系统及其控制场的模型，借助李群李代数，由经典最优控制的思想来获得最优控制，从而实现了电子自旋量子系统任意量子态的最优制备。理论分析与仿真实验显示了该策略的优越性。

关键词: 自动控制技术, 量子比特系统, 量子调控, 最优制备, 电子自旋, Bloch球面

Abstract: Based on a magnetic field controlled electron spin quantum system, utilizing the mechanism of realizing the unitary evolution of the quantum state through the quantum gate, an optimal control strategy to prepare an arbitrary quantum state is proposed. The procedure is as follows: after the modeling of the electron quantum bit system and the control field, applying the Liealgebra, the control output is calculated by analogy with the classical optimal control method to achieve the target. The theoretical analysis and the simulation results showed the superiority of the proposed strategy.

Key words: automatic technology, quantumbit systems, manipulation of quantum system, optimal preparation, electron spin, bloch sphere

中图分类号:

TP13

陈宗海，朱明清，张陈斌，李明 . 以磁场为控制场的量子比特系统量子态的最优制备[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(03): 660-0666.

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