时变扰动量子系统的稳定性通过降阶滤波器实现

在实际应用中,量子系统不可避免地存在显著的不确定性,包括初始态未知、物理参数不精确以及未建模的环境噪声,这些因素都对鲁棒量子反馈控制提出了重大挑战。该研究团队提出了一种基于简化量子滤波器的反馈稳定策略,可实现对时变哈密顿扰动和附加耗散效应的鲁棒性,且无需预先获知初始状态或精确系统参数。与传统随机主方程需估计O(N²)个变量相比(N为希尔伯特空间维度),所提出的滤波器仅需估计对应于量子无破坏基中系统密度矩阵对角元素的O(N)个实变量。这种降维处理在保持收敛性和鲁棒性保证的同时,显著简化了实时计算与反馈实现。严格的分析进一步证实了目标子空间的全局指数稳定性。该成果为高维扰动开放量子系统提供了一种可扩展的、基于测量的鲁棒高效反馈控制框架。

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提交arXiv: 2025-11-11 08:01

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