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.

摘要：幼小衔接,指幼儿园教育与小学教育的衔接。科学有效的幼小衔接可以帮助刚刚进入小学的一年级新生尽快适应新的学习方式和学习环境,为他们今后的学习与生活奠定坚实的基础。而且,《幼儿园教育指导纲要(试行)》以及《3~6岁儿童学习与发展指南》等纲领性文件都明确提出要做好幼小衔接工作。因此,幼儿教师要充分发挥自身教育指导作用,创新幼小衔接方式,不断培养大班幼儿良好的学习品质、行为习惯、社会适应能力等,引导他们以积极向上的状态面对今后的小学生活,从而切实提升幼小衔接质量。

摘要：设计出一种基于学习去噪的近似消息传递(Learned denoising-based approximate message passing,LDAMP)的深度学习网络,将其应用于量子状态的估计.该网络将去噪卷积神经网络与基于去噪的近似消息传递算法相结合,利用量子系统输出的测量值作为网络输入,通过设计出的带有去噪卷积神经网络的LDAMP网络重构出原始密度矩阵,从大量的训练样本中提取各种不同类型密度矩阵的结构特征,来实现对量子本征态、叠加态以及混合态的估计.在对4个量子位的量子态估计的具体实例中,分别在无和有测量噪声干扰情况下,对基于LDAMP网络的量子态估计进行了仿真实验性能研究,并与基于压缩感知的交替方向乘子法和三维块匹配近似消息传递等算法进行估计性能对比研究.数值仿真实验结果表明,所设计的LDAMP网络可以在较少的测量的采样率下,同时完成对4种量子态的更高精度估计.

摘要：针对目标态为纯态的情况,本文对有限维随机开放量子系统,提出一种同时适用于本征态和叠加态的开关控制,它是由常量控制和基于李雅普诺夫方法设计的控制律组成,实现随机开放量子系统的状态转移和收敛控制,其中,李雅普诺夫函数为系统的状态距离,常量控制用来驱动系统状态从初始状态进入含有目标态的收敛域中,李雅普诺夫控制用来使进入收敛域中的状态继续收敛到期望的目标态.将所提出的控制方法,应用于2比特随机开放量子系统进行了数值仿真实验,并与本征态开关控制律方法进行了性能对比,实验结果表明了所提出的控制律的优越性.

摘要：随着深度学习的广泛应用,神经网络模型的数据自生成以及概率模拟等功能在量子态重构与估计方面的应用得到人们关注。通过对量子态的各种不同的数学表示,引导到神经网络量子态的不同表示;从量子态不同物理变量之间的关系,推导出相应神经网络结构上的输入/输出之间的非线性映射关系,为采用不同类型的神经网络模型根据自身数据自生成以及概率模拟功能,实现量子态估计应用,提供网络函数关系及其数据生成的理论设计基础。

摘要：退相干抑制是量子系统控制中一项重要的控制任务.受到经典控制理论中的前馈控制的启发,本文借助弱测量和环境辅助测量提出一种新的退相干抑制方案,并将其推广到一般的N量子比特情形.所提方案的核心思想是:在退相干通道前,借助弱测量算符和前馈控制算符将量子比特转移到一个对环境噪声更鲁棒的状态上;在退相干通道中,对与被保护的量子比特耦合的环境进行测量;在退相干通道后,再借助相应的反转算符恢复初始状态.所提方案适用于具有至少一个可逆的Kraus算符的任意退相干通道下的量子状态保护.假设所考虑的振幅阻尼或相位阻尼退相干通道的特性是完全已知的,那么所提方案即便是在重阻尼情况下也能取得100%的保真度,这是所提方案的最大优势.以2量子比特纠缠态的并发度增强和噪声环境下量子隐形传态的保真度提高为例设计了两组数值仿真实验,推导了性能指标的解析表达式,并通过与无保护方案对比凸显出所提方案的优越性.

摘要：由于绳索牵引方式的特殊性,绳索牵引并联机器人的控制一直面临着绳索张力为正的约束和模型不确定性的挑战。针对这些问题,将绳索之间的同步协调运动与快速终端滑模技术相结合,设计了一种全新的快速终端滑模同步控制策略。一方面,通过协调相邻绳索的运动有效地抑制了绳索的松弛,保证绳索张力为正;另一方面,借助快速终端滑模的有限时间收敛特性,加快误差收敛,从而提高了系统的轨迹跟踪精度。在八根绳索牵引的6自由度并联机器人平台上,完成了空间三角形轨迹的跟踪控制仿真与试验。与增广PD控制策略和同步控制策略的对比结果表明,所提控制策略可以有效实现所有绳索的同步协调运动、以更快的速度让误差收敛,最终在轨迹跟踪任务中表现出更好的控制性能。

摘要：从多方面对基于李雅普诺夫的量子系统控制方法进行了系统深入地研究,包括该方法与最优控制的关系;李雅普诺夫函数与性能指标之间的关系;几种常用李雅普诺夫函数下的控制所能解决的问题,适用范围和所存在的问题等.在此基础上,结合量子系统本身所具有的特点,分别针对本征态,叠加态和混合态的制备与调控目标,总结出多种不同控制问题的改进方案.对不同改进方案的设计思想,所能解决的问题,物理意义及其适用范围等进行剖析,系统化了一套基于李雅普诺夫稳定性理论对量子系统进行状态调控的设计方法.

摘要：以平面二自由度冗余驱动并联机构为研究平台,对机构的高速高精度的最优运动控制进行了研究。首先建立了并联机构的动力学模型,然后以包含有误差和控制量的二次正定函数的性能指标进行最优控制器设计。对单纯点到点控制方式下的最优参数设计问题进行了设计与分析。为了解决点到点运动控制时运动速度较低的问题,采用了插补策略。通过计算机仿真,研究了利用插补点数目进行高速和高精度的轨迹跟踪控制的设计问题,并对比分析了各参数对提高精度和快速响应的影响及其关系。

摘要：从控制的角度出发,通过将量子力学系统的态矢波函数和密度矩阵算符转化为几何空间状态的演化矩阵,对量子力学系统和系综进行了可实现的理论建模,从而将一个抽象的物理概念的操纵问题,转变成一个实在的易于数学操作和控制处理的几何空间状态的控制设计问题.最后给出了基于所建模型可进一步解决的有关量子系统控制的5个基本问题.