本书从实际应用角度来考虑量子系统控制过程中所涉及的有关测量、建模、参数估计、反馈控制器设计等内容，在量子状态估计方面，给出了基于压缩传感理论的量子态参数估计的过程；在开放量子控制系统的设计中，分析了马尔科夫、非马尔科夫和随机开放量子系统的内部特性。
吴热冰，1976年出生于河南省焦作市，2004年博士毕业于清华大学自动化系，2005年至2008年在美国普林斯顿大学从事博士后研究。现任清华大学自动化系副教授，主要研究领域为优化量子控制的理论、算法及其在实际系统中的应用。
前言
第1章 概论
1.1 量子计算机的发展
1.2 实现量子计算机的物理系统
1.2.1 腔电子动力学
1.2.2 离子阱
1.2.3 超导电路
1.2.4 核磁共振
1.2.5 量子点
1.3 基于压缩传感的量子系统状态估计
1.4 量子系统控制的研究
1.4.1 量子系统的可控性及开环控制
1.4.2 量子系统的反馈控制
1.4.3 量子李雅普诺夫控制方法
1.5 本书内容安排
第2章 量子系统及其控制理论基础
2.1 量子系统基本概念
2.1.1 纯态的态矢量描述
2.1.2 量子系综的密度矩阵表示
2.1.3 力学量与算符
2.1.4 复合量子系统和状态空间的运算
2.1.5 量子位和量子逻辑门
2.2 量子系统的测量
2.3 封闭量子系统状态演化方程
2.3.1 薛定谔方程
2.3.2 刘威尔方程
2.4 量子态演化方程的图景变换
2.5 开放量子系统的状态演化方程
2.5.1 马尔科夫开放量子系统主方程
2.5.2 非马尔科夫开放量子系统主方程
2.5.3 非马尔科夫开放量子系统求解
2.5.4 随机开放量子系统模型及其求解
2.6 李雅普诺夫稳定性定理
第3章 封闭量子控制系统的设计
3.1 本征态之间的状态转移
3.1.1 基于状态之间距离的量子李雅普诺夫控制律的设计
3.1.2 基于状态偏差的量子李雅普诺夫控制律的设计
3.1.3 基于虚拟力学量均值的量子李雅普诺夫控制律的设计
3.2 叠加态之间的状态转移
3.3 混合态之间的状态转移
3.4 虚拟力学量P的构造原则
3.5 退化情况下的李雅普诺夫控制律的设计
3.5.1 控制系统模型
3.5.2 微扰函数的设计
3.5.3 目标态为对角阵情况下的控制律设计
3.5.4 目标态为非对角阵情况下的控制律设计
3.5.5 小结
3.6 算符Hadamard门的制备
3.6.1 量子点单个电子的数学模型
3.6.2 酉旋转门的标准形式
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