[发明专利]一种量子系统控制方法和装置

权利要求书

1.一种量子系统控制方法，所述方法包括:

确定量子系统对应于退相干噪声进行演化的无退相干子空间；

确定量子系统在所述无退相干子空间中的目标演化矩阵；

根据预设的控制优化目标函数，更新量子系统的控制参数，使得基于更新后的控制参数获取的系统演化矩阵逼近所述目标演化矩阵，且基于更新后的控制参数获取的量子态所处的空间逼近所述无退相干子空间，其中，所述控制参数包括量子系统的控制场的强度，所述控制场为多路控制场，所述控制参数还包括控制脉冲的相位，所述控制优化目标函数的数学表达式为：

O＝f₁-βf₂，

其中，O为控制优化目标函数，f1为第一子目标优化函数，f2为第二子目标优化函数，β为权重参数，N表示无退相干子空间维度，U(τ)表示演化最终时刻τ时的系统演化矩阵，U_T表示目标演化矩阵，Ι_DFS表示无退相干子空间中的单位矩阵，表示无退相干子空间的补空间的单位矩阵，表示矩阵的逆，Tr()表示矩阵的迹。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括，

利用更新后的控制参数，进行量子系统的演化控制。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制参数用于改变演化中的量子系统对应的哈密顿量和演化中实施的演化操作对应的演化矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括，将量子系统的控制过程划分为多个控制片断，所述控制场强度包括每个控制片断的控制场强度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定量子系统对应于退相干噪声进行演化的无退相干子空间，包括：

确定量子系统的退相干噪声对应的哈密顿量；

确定量子系统对应于所述哈密顿量进行演化的无退相干子空间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，更新量子系统的控制参数，包括，基于梯度优化方法或者无梯度优化方法，更新量子系统的控制参数。

7.一种量子系统控制装置，包括：

无退相干子空间确定单元，配置为，确定量子系统对应于退相干噪声进行演化的无退相干子空间；

目标演化矩阵确定单元，配置为，确定量子系统在所述无退相干子空间中的目标演化矩阵；

控制参数更新单元，配置为，根据预设的控制优化目标函数，更新量子系统的控制参数，使得基于更新后的控制参数获取的系统演化矩阵逼近所述目标演化矩阵，且基于更新后的控制参数获取的量子态所处的空间逼近所述无退相干子空间，其中，所述控制参数包括量子系统的控制场的强度，所述控制场为多路控制场，所述控制参数还包括控制脉冲的相位，所述控制优化目标函数的数学表达式为：

O＝f₁-βf₂，

其中，O为控制优化目标函数，f1为第一子目标优化函数，f2为第二子目标优化函数，β为权重参数，N表示无退相干子空间维度，U(τ)表示演化最终时刻τ时的系统演化矩阵，U_T表示目标演化矩阵，Ι_DFS表示无退相干子空间中的单位矩阵，表示无退相干子空间的补空间的单位矩阵，表示矩阵的逆，Tr()表示矩阵的迹。