【摘要】：隨著科學技術的不斷進步，量子計算、量子信息等研究領域的不斷深入，使得對量子現(xiàn)象的控制變得越來越可能，從而建立和辨識量子力學系統(tǒng)的問題變得愈加重要。量子力學系統(tǒng)自身具有經(jīng)典系統(tǒng)所沒有的特性，這使得量子系統(tǒng)辨識與經(jīng)典系統(tǒng)辨識之間存在許多差異，所以需要特別針對量子力學系統(tǒng)辨識展開研究。然而，由于辨識問題涉及面廣、復雜度高，目前在此方向上的系統(tǒng)研究鮮有報道。為了彌補缺陷，本文運用投影測量方法針對典型量子系統(tǒng)進行了辨識研究。論文的主要內(nèi)容包括以下五個方面： (1)詳細論述了量子態(tài)、系統(tǒng)演化和投影測量的Bloch球幾何表示，將量子力學的基本假設用幾何直觀的方式重新演繹。 (2)設計了量子系統(tǒng)辨識的仿真實驗流程，包括如何模擬辨識對象的演化過程——Bloch向量演化方程，和如何模擬投影測量的實際執(zhí)行過程。 (3)給出了針對類氫原子自發(fā)輻射系統(tǒng)、二量子位自旋鏈系統(tǒng)和單光子線性光學系統(tǒng)等三種典型量子系統(tǒng)的辨識方法。從模型類及參數(shù)的選擇、用于辨識的數(shù)據(jù)的生成和判別準則的使用三個角度詳細描述了辨識方法，其中數(shù)據(jù)和模型參數(shù)的銜接方式是量子系統(tǒng)辨識方法設計的重要內(nèi)容。 (4)因為量子系統(tǒng)的物理實驗代價較高，本文使用了計算機仿真實驗的手段對文章提出的辨識方法進行測試。仿真實驗對象的模型及參數(shù)按照逼近真實物理過程的標準來確定，辨識數(shù)據(jù)的生成由計算機模擬辨識對象的演化和實際投影測量的物理操作來實現(xiàn)，判別準則根據(jù)模型和數(shù)據(jù)的特點從經(jīng)典辨識準則中選擇。 (5)分析了影響辨識精度的因素，從獲得辨識數(shù)據(jù)過程中存在的經(jīng)典誤差入手，探究了投影測量操作的誤差對測量反映出的系統(tǒng)狀態(tài)的影響，還分析了離散采樣方式與系統(tǒng)狀態(tài)模型表達式類型的匹配關系，并在存在誤差的情況下運用仿真模擬手段對辨識方法的辨識精度進行了分析。 論文在回顧量子系統(tǒng)辨識研究現(xiàn)狀的基礎上，結合已有的研究成果，充分利用量子態(tài)的特性和投影測量的特點，巧妙地將刻畫量子系統(tǒng)演化模型的參數(shù)與量子系統(tǒng)的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)銜接起來，提出了針對典型量子系統(tǒng)的參數(shù)估計方法，并結合具體仿真實例證明了所提出的參數(shù)估計方法的可行性，還對影響辨識精度的因素進行了分析。上述工作對于量子系統(tǒng)辨識問題的研究具有一定的參考價值。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O413.1;N945.14

【參考文獻】

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本文編號：2714818