Page 175 - 当代控制理论及应用技术概论

第五章 量子控制研究

这些波函数具有概率性质，携带着不同状态的概率信息。薛定谔方程和单元变换
描述了量子系统的演化过程。
4. 控制方法
经典控制方法包括 PID（比例 - 积分 - 导数）、状态空间控制和最优控制。
这些方法在控制经典系统中的各种应用已经确立并得到广泛应用。

与经典控制不同，量子控制方法中使用了量子优化控制、量子反馈控制和
相干控制等技术。在这些方法中，控制场或操作被映射为优化特定目标，如最大
化纠缠或完成所需的量子态。

5. 应用
经典控制有许多应用，包括工程、机器人、自动化和航空航天。在它的帮助下，
经典系统得以调节和稳定，性能得以提高，目标得以实现。
量子控制的众多应用包括量子技术、量子信息处理、量子计算和量子通信。
其目标包括制备量子态、操作量子门，以及通过操纵和利用量子现象纠正量子

错误。
一般来说，量子控制与经典控制的区别主要体现在基本原理、系统描述以
及控制和操纵系统的方法上。经典控制系统受确定性法则支配，而量子控制系统

则受概率法则支配。

二、量子信息技术

（一）量子通信技术
1. 量子通信技术概念

量子通信是指利用微观粒子（一般为光子）的量子态作为编码物理态，进
行信息传递的通信方式，其特征是通信过程中的信息载体为物理系统的量子态。
由于光子量子态不能被分割或复制，在量子信道上传送的信息不可能被窃听、被

截获、被复制，量子通信具有安全性。利用量子纠缠态进行量子态隐形传输，量
子通信可实现无障碍通信的能力。广义的量子通信技术包含了量子隐形传态、量
子密集编码、量子信息论、量子密码等研究分支。量子密码技术又包含量子安全
直接通信（QSDC）、量子秘密共享（QSS）、量子公钥密码（QPKC）、量子密
钥分发（QKD）等技术。

量子通信的特点在于量子通信中的信息传递可以不通过通信双方之间的空

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