Design and realization of quantum feedback systems

量子反馈系统的设计与实现

• 批准号: 22560439
• 负责人: TSUMURA Koji
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560439/
• 关键词: フィードバック制御; 量子力学; 量子フィルタ; 量子光学系; 連続測定; 量子光学; カルマンフィルタ; adaptive measurement

The main theme of this research is to design or realize quantum systems with optics systems for showing the effectiveness of the quantum filter theory or the quantum control theory. In particular, the actual objective is to clarify the indispensable property of systems for the quantum state estimations or generating and holding quantum entangled states based on the quantum filter theory and the feedback control theory. The results of this research is to specify a quantum optics system, a combined system composed of a quantum optics system and a spin system, and the corresponding control strategies. We also succeed to derive the corresponding quantum filter equations. With this equations, we can show the effectiveness of the quantum state estimation by the actual experiments or that the feedback systems can generate the entangled states by numerical simulations. Moreover, we can also prove the controllability of a quantum feedback system.

本研究的主题是设计或实现具有光学系统的量子系统，以显示量子滤波器理论或量子控制理论的有效性。特别是，实际的目标是澄清系统的量子态估计或产生和保持量子纠缠态的量子滤波器理论和反馈控制理论的基础上的不可缺少的属性。本研究的结果是详细说明一个量子光学系统，一个由量子光学系统和自旋系统组成的组合系统，以及相应的控制策略。我们还成功地导出了相应的量子滤波器方程。利用这个方程，我们可以通过实际实验证明量子态估计的有效性，或者通过数值模拟证明反馈系统可以产生纠缠态。此外，我们还可以证明量子反馈系统的可控性。

项目成果

多量子ビット系のフィードバック制御に向けて

面向多量子位系统的反馈控制

• 发表时间: 2012
• 作者: T.Sasaki;S. Hara;K. Tsumura;平野正浩,吉永悠馬,津村幸治;津村幸治
• 通讯作者: 津村幸治

多スピンqubitシステムの可制御性について:GHZ状態生成に向けて

多自旋量子比特系统的可控性：面向 GHZ 状态生成

• 发表时间: 2013
• 作者: T.Sasaki;S. Hara;K. Tsumura;平野正浩,吉永悠馬,津村幸治
• 通讯作者: 平野正浩,吉永悠馬,津村幸治

Accessibility Analysis for Controlled Quantum Systems under Continuous Quantum Measurement

连续量子测量下受控量子系统的可达性分析

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Sasaki;S.Hara;K.Tsumura
• 通讯作者: K.Tsumura

Quantum-Enhanced Optical-Phase Tracking

• DOI: 10.1126/science.1225258
• 发表时间: 2012-09
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: H. Yonezawa;D. Nakane;T. A. Wheatley;K. Iwasawa;S. Takeda;H. Arao;Kentaro Ohki;K. Tsumura

Local State Transition of Feedback Controlled Quantum Systems with Imperfect Detector Efficiency: Part I: Differential Geometric Analysis for Dynamical Systems with Matrix-Valued States

具有不完美探测器效率的反馈控制量子系统的局域状态转变：第一部分：具有矩阵值状态的动力系统的微分几何分析

• DOI: 10.9746/jcmsi.3.409
• 发表时间: 2010
• 作者: Tomotake Sasaki;S. Hara;K. Tsumura
• 通讯作者: K. Tsumura