写出量子控制领域的一个子领域,并简要概括一下该领域。最好还能帮我写出该领域的几个科学家。谢谢! 量子技术都有哪些应用

作者&投稿:贠清 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
目前, 针对量子控制系统的应用及潜在应用的研究十分活跃, 最活跃的是针对量子通讯、量子计算与量子计算机的研究[ 32, 33 ]。另外, 将量子控制系统应用于化学反应的研究也有很多成果。
量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器。要说清楚量子计算,首先看传统计算。传统计算机从物理上可以被描述为对输入信号串行按一定算法进行变换的机器,其算法由计算机的内部逻辑电路来实现。
经典计算机具有如下特点:
其输入态和输出态都是传统信号,用量子力学的语言来描述,也即是:其输入态和输出态都是某一力学量的本征态。如输入二进制串行,用量子记号,即。所有的输入态均相互正交。对经典计算机不可能输入如下叠加态:。
传统计算机内部的每一步变换都演化为正交态,而一般的量子变换没有这个性质,因此,传统计算机中的变换(或计算)只对应一类特殊集。
相应于经典计算机的以上两个限制,量子计算机分别作了推广。量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述,如二能级系统(称为量子比特(qubits)),量子计算机的变换(即量子计算)包括所有可能的正变换。
因此量子计算机的特点为:
量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交;
量子计算机中的变换为所有可能的正变换。得出输出态之后,量子计算机对输出态进行一定的测量,给出计算结果。
由此可见,量子计算对传统计算作了极大的扩充,传统计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算,所有这些传统计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算机的输出结果。这种计算称为量子并行计算。

该领域的专家有:郭雷院士,郭光灿院士,孙昌璞院士,谈自忠教授,龙桂鲁教授,刘玉玺教授,杜江峰教授,Gerard J. Milburn院士,Matthew R. James 教授,Howard M. Wiseman 院士,Ian R. Petersen院士,Andrew C. Doherty,Hendra Nurdin,Michael J. Biercuk,Tom Stace等。

想了解更多我推荐你一片论文http://www.lyun.edu.cn/wulixi/jpkc/lzlx/documents/wangluoziyuan/164.PDF
摘 要: “量子控制”作为一个全新的学科领域正在蓬勃崛起。为此, 首先对量子控制的起源和发展进行概述; 然后对量子力学的基本方法和工具作了初步介绍, 它提供了量子控制的理论基础和模型框架;接着讨论量子控制与控制论的关系、量子控制系统的模型以及目前国际上的研究动态; 最后对未来的研究方向提出一些展望。
关键词: 量子控制; Sch rodiger¨方程; 李群; 李代数; 现代控制理论

  • 量子控制领域

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  • 控制??????????

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量子相对论可以解释人的灵魂存在。

从没听说过“量子控制”这样一个门类

你知道一个量子领域内 的所有量子的运动轨迹内就可以预测下一秒发生了什么~

微观物体是不可预测,但是可以通过统计方法得出其出现概率(波函数),所以说宏观物体可以通过概率计算得知.这就好比抛掷硬币,抛一下两下无法得知到底哪一面朝上,但是抛掷一千万次,一亿次,正面朝上总有1/2.


量子信息科学(QIS)基于独特的量子现象,如叠加、纠缠、压缩等,以经典理论无法实现的方式来获取和处理信息,技术应用包括量子传感与计量、量子通信、量子模拟及量子计算等方面,它将在传感与测量、通信、仿真、高性能计算等领域拥有广阔的应用前景,并有望在物理、化学、生物与材料科学等基础科学领域带来突破,未来可能颠覆包括人工智能领域在内的众多科学领域。

一、传感与计量领域
利用纠缠现象,可将不同的量子系统彼此相连,对一个系统的测量会影响另一个系统的结果——即使这些系统在物理上是分开的。两个量子系统处于略有不同的环境中,可通过彼此干涉提供有关环境的信息,从理论上讲,这种原子干涉仪提供的感知性能要比传统技术高出几个数量级。
原子干涉仪除用于惯导外,还可改装为重力仪,以及用于地球系统监测、矿物质精确定位等。量子授时装置,如美国国家标准技术研究院(NIST)研制的量子逻辑钟,是目前世界上精度最高的授时装置之一。光子源及单光子探测技术可提高光敏探测器的校准精度,用于微量元素的探测。

二、量子加密通信
传统加密技术使用密钥:发送方使用一个密钥对信息进行编码,接收方使用另一个密钥对信息进行解码,但这样的密钥有可能被泄露,从而不可避免地遭到窃听。
不过,信息可以通过量子密钥分布(QKD)进行加密。在QKD中,关于密钥的信息通过随机偏振的光子发送,这限制了光子,使其仅在一个平面中振动。如果此时窃听者测量信息,量子状态就会坍塌!只有拥有确切量子密钥的人,才能够解密信息。
量子通信还可能应用于虚拟货币防伪和量子指纹鉴定等等。未来,量子网络将连接分布式量子传感器,用于全球的地震监测。
而在5年—10年内,有望开发出可靠的光子源及相关技术,实现远距离量子信息传输,并推动量子处理器之间数据共享协议的相关理论研究。

三、量子模拟
量子模拟器使用易操控的量子系统,来研究其他难以直接研究的量子系统属性。对化学反应和材料进行建模是量子模拟最有可能的一个应用。研
究者可以在计算机中研究数百万美元的候选材料,而无需再花费数年、投入数亿美元,却只能制造和定性少量材料。不管目标是更强的飞机用高分子材料、更有效的车用触媒转化器、更好的太阳能电池材料和医学品,还是更透气的纤维等,开发环节加快将会带来巨大价值。
基于不同技术的量子模拟器原型已在实验室环境得到了验证。

四、量子计算
量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。在过去的几十年里,量子计算只存在于理论上,但近些年的研究已经开始出现有意义的结果,开发并验证了多种量子算法,研制出了量子计算机实验原型机,未来的5年—15年里,我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。
量子计算机的出现将给气候模拟、药物研究、材料科学等其他科研领域带来巨大的进步。不过,最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解目前所有的加密方式,而量子加密也将真正无懈可击。

量子技术已经出现在我们现在生活中了么?
答:著名的物理学家爱因斯坦曾经感叹到:“量子力学越是取得成功,它自身就越显得荒诞。”直到现在,与一个世纪之前人类刚刚涉足量子领域的时候相比,爱因斯坦的观点似乎得到了更为广泛的共鸣。量子力学越是在数理上不断得到完美评分,就越显得我们的本能直觉竟如此粗陋不堪。人们不得不承认,虽然它依然看起来...

如果有人操控了量子会怎样?
答:冲绳科技研究生院(OIST)量子系统部的研究人员与都柏林大学学院和达勒姆大学合作者一起,模拟了其中一个系统,揭示了量子态是意想不到的(粒子在孤立系统中的排列方式)。其研究结果发表在《新物理学》期刊上,可以应用于量子技术。研究小组的负责人托马斯·布希教授解释说:如果你把一块石头扔出...

量子点在分析化学领域的应用
答:量子点在分析化学领域的应用:量子点可以用来模拟分子的结构、能量和物理性质,对分子间相互作用的机理进行分析。材料科学研究人员可以利用量子化学的方法来研究新材料的电子输运、化学反应等性质。一、量子点简介 量子点(quantum dot)是在把激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。有时被称为“人造...

量子是什么
答:1925年末,在爱因斯坦的建议下,薛定谔仔细研究了德布罗意的论文,并产生了物质波需要一个演化方程的想法。1926年初,经过反复尝试和努力之后,薛定谔终于发现了物质波的非相对论演化方程,即今天人们熟知的薛定谔方程。薛定谔方程的发现标志了量子力学的另一种形式体系---波动力学的建立。波动力学为物质的量子表现提供了进一步...

量子理论是什么和量子理论的哲学困境
答:一、量子理论是什么?量子理论是为了解释和预言微观领域(基本粒子、原子、分子领域)的特殊现象提出的一系列独立假设.从这些假设可以导出量子力学.并不是所有...作为一个个完整的光子被观测到,表现出十分确定的"粒子性".量子理论的标准解释——哥本哈根解释认为这并不矛盾,而是互补的关系.粒子在传播途径中表现出波动...

什么是量子物理学?
答:爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性:他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的...所有半整数自旋的粒子(包括电子)都遵循这一原理,并称为费米子。自旋为整数的粒子(包括光子)的波函数...尽管量子场论是困难的,但它的预测精度是所有物理学科中最为精确的,同时,它也为一些重要的理论领域的...

量子链接是指两个来源于同一个原子核的两个质子,在离开原有原子核并...
答:…不是说来自于同一个原子核的两个质子就会互相纠缠。量子纠缠是指两个互相纠缠的粒子会对彼此产生影响,产生超距效应。超距效应也就是说它们之间互相影响的速度超过了光速。就是说比如说这两个粒子之间距离x千米,以光速传递信息的话用p分钟,但是它们相互影响却只用了p-q分钟(q>0)。这并不代表相对...

在量子世界里,人真的能通过意识来控制物质吗?
答:比如说,能通过电力控制端起一杯牛奶,或者说是推动桌子,这只是在人类的一些电影场景中才会出现的片段。而真正的想要使用这样的一个技术的话,那么人类还有一大部分的路需要去找,因为人们现在还无法得知意识和物质具有一个怎样的联系。然后第2点是人们在量子领域的研究还不算太过于深入,毕竟量子领域是...

量子效应科普
答:四、库仑阻塞的微妙平衡</ 库仑阻塞效应,如同电子世界的一道门槛,一个电子进入量子点会引发静电能的剧增,这使得后续电子难以跟进,形成电流的障碍。然而,在微电子领域,库仑阻塞并非全然不利,通过电容耦合和栅压调控,科学家巧妙地利用它来控制单个电子的进出,构建出量子点旋转门等量子器件,甚至在超大...

量子是什么?
答:在微观领域中,某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的,而不是连续的,这个最小的单位叫做量子。尽管量子极小,但如果不把它加入理论中,就无法成立。量子可以加密是因为它也有0,1两个量子位,他的优点在于,每当有人试图破解量子密钥而偷看光子束时,这个观测就会影响到其他的性质,从而被发现...