量子系统在噪声环境下的控制和优化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61174086
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    张峻
  • 依托单位：
    上海交通大学
  • 学科分类：
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

量子信息处理在国防信息安全、隐私保护和海量数据搜索等方面都有着极端重要性和蕴含着巨大的潜力。当前量子信息处理的主要任务在于寻找能够实现长时间相干性并提供可逆量子逻辑操作的物理装置。本项目将探索在环境噪声影响下量子逻辑操作的控制、优化和设计。我们将利用系统和控制理论的方法来研究量子系统的建模和辨识，量子逻辑操作序列的产生和优化，在环境消相干性影响下的量子调控以及量子器件系统中的观测和反馈控制等问题。量子系统的控制和优化是构建成功的量子信息处理器件中不可或缺的一个重要课题。我们将融合项目组成员在系统科学和控制理论方面的学科专长，充分利用此前研究所取得的成功结果和方法，以期最终实现量子信息处理所带来的巨大优势。本项目研究不仅为量子和微纳米系统在前沿科技领域中的成功应用提供了保证，而且对于控制理论本身的进展也会起到有力的推动作用。

结项摘要

量子信息处理在国防信息安全、隐私保护和海量数据搜索等方面都有着极端重要性和蕴含着巨大的潜力。量子信息处理中的一个重要任务在于寻找能够实现长时间相干性并提供可逆量子逻辑操作的物理装置。我们综述过去十年中与合作者在量子控制中几何方法上的工作；讨论了对于量子通信和量子计算具有重要意义的量子纠缠在双量子比特系统中随时间演变的动态方程，为进一步调控量子纠缠打下基础；研究了纳米半导体器件中的静电势场设计以达到期望的电子穿透系数与偏置电流之间的函数关系；探索了硅量子器件上量子操作的生成以及针对参数不确定性实现鲁棒设计的方法；研究了几种物理上可行的应用连续变量图态来实现的量子密钥分发方案；针对氢分子在强激光场中电离后，优化设计了激光脉冲以使得氢分子离子回到基态；以及初步研究了量子物理系统上的辨识问题。本项目研究不仅为量子和微纳米系统在前沿科技领域中的成功应用提供了保证，而且对于控制理论本身的进展也起到了一定的推动作用。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Geometric method in quantum control
量子控制中的几何方法
  • DOI：
    10.1007/s11434-012-5186-z
  • 发表时间：
    2012-05
  • 期刊：
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Jun
  • 通讯作者：
    Zhang, Jun
Optimal control for electron shuttling
电子穿梭的优化控制
  • DOI：
    10.1103/physrevb.87.235324
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Physical Review B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Greenman, Loren;Deng, Xiaotian;Hayes, Ian M.;Whaley, K. Birgitta
  • 通讯作者：
    Whaley, K. Birgitta
Quantum secret sharing with continuous variable graph state
具有连续变量图状态的量子秘密共享
  • DOI：
    10.1007/s11128-013-0713-7
  • 发表时间：
    2013-04
  • 期刊：
    Quantum Information Processing
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Wu, Yadong;Cai, Runze;He, Guangqiang;Zhang, Jun
  • 通讯作者：
    Zhang, Jun
Quantum potential design for electron transmission in semiconductor nanodevices
半导体纳米器件中电子传输的量子势设计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    IEEE Trans on Control System Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Jun;Kosut, Robert
  • 通讯作者：
    Kosut, Robert
Quantum Hamiltonian identification from measurement time traces.
根据测量时间轨迹进行量子哈密顿量识别。
  • DOI：
    10.1103/physrevlett.113.080401
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    Physical Review Letters
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Zhang, Jun;Sarovar, Mohan
  • 通讯作者：
    Sarovar, Mohan

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  • 期刊：
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  • 通讯作者：
    易平贵
基于SAT的电路错误定位方法研究进展
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    李思昆
交联海藻糖合酶聚集体的制备及其性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 作者：
    陈颖;肖辰鹏;陈晓云;杨丽维;唐柳;李明春;张峻
  • 通讯作者：
    张峻
奥司他韦治疗妊娠期流感病毒感染安全性的Meta分析
  • DOI：
    10.13286/j.cnki.chinhosppharmacyj.2016.15.14
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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  • 作者：
    柳汝明;卢珊珊;钱懿轶;王露婕;冯朴琼;罗吉敏;何瑾;张峻
  • 通讯作者：
    张峻

其他文献

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复杂量子系统辨识及其最优性和鲁棒性
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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