收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于强化学习的量子系统控制研究

于海旭  
【摘要】:量子系统控制的设计被认为是建立强大量子信息技术所需的关键任务,而在实际的应用中,量子系统的控制实验经常会面临不同的限制条件。对于一类控制资源有限的量子系统控制任务,本文提出利用强化学习算法解决该类问题。此外,从优化强化学习算法角度,本文提出了情绪强化学习并将其应用于量子系统控制问题中。针对基于现有强化学习算法解决量子系统控制问题,本文将待解决的量子控制任务建模为强化学习可优化解决的问题,其中根据可选择的酉操作数量的不同定义了两种控制方法:三开关控制和Bang-Bang控制。然后利用经典的强化学习算法学得令人满意的控制策略使得量子系统能够从初始态演化控制到目标态。本文设计了仿真实验,即在两种控制方法下分别利用Q学习、概率Q学习和量子强化学习算法验证了强化学习算法对于解决量子系统控制问题的有效性。针对利用新算法解决量子系统控制问题,首先,本文给出优化传统强化学习方法,即基于情绪理论设计强化学习奖励函数,提出了一种情绪强化学习算法。相比传统强化学习算法,新算法注重智能体的学习过程信息,允许智能体具备反思学习能力。然后,新算法与传统强化学习算法在迷宫环境下进行实验对比,实验结果表明新算法可以加速学习效率。最后,本文将提出的情绪强化学习算法应用于量子系统控制问题中,仿真实验表明在两种控制方法下该算法能够实现对量子系统的控制,展现了其在量子系统控制问题研究中的应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 丛爽;胡龙珍;薛静静;温杰;;基于李雅普诺夫控制的随机开放量子系统特性分析[J];科技导报;2014年22期
2 梅迪;李崇;杨国辉;宋鹤山;;高维量子系统中编码和解码方案(英文)[J];大连理工大学学报;2009年02期
3 汪威威;曹怀信;;二元量子系统混态密度矩阵可分性研究[J];咸阳师范学院学报;2008年02期
4 商燕;王海涛;隋岩;丛爽;;双量子系统最大纠缠态制备的两种控制方法[J];控制理论与应用;2017年07期
5 ;量子系统控制方兴未艾[J];科技导报;2014年22期
6 彭双艳;;单量子系统的速率方程[J];宿州学院学报;2009年03期
7 陈立双;电力营销计量子系统及其应用[J];浙江电力;2001年05期
8 楼越升;丛爽;;基于弱测量的量子系统消相干控制(英文)[J];中国科学院研究生院学报;2010年05期
9 李宗诚;;边界交流关系、量子系统消耗与量子组织均衡——量子开放系统边界交流均衡分析力学基础(Ⅱ)[J];原子与分子物理学报;2008年04期
10 丛爽;量子系统控制中状态模型的建立[J];控制与决策;2004年10期
11 杨洁;丛爽;;单个控制场下开放量子系统的状态转移(英文)[J];中国科学院研究生院学报;2012年01期
12 丛爽;杨霏;;无消相干子空间中开放量子系统状态调控的收敛性[J];系统科学与数学;2011年06期
13 毕桥,曾祥华,常加锋;用开放量子系统的理论研究量子信息[J];科学技术与工程;2003年01期
14 俞礼钧;纯态、混合态及其纠缠态[J];江汉大学学报;2002年01期
15 韩永建;;物理奖:操控单个量子系统[J];科学世界;2012年11期
16 朱烈强;贺志;;利用偶极-偶极相互作用来控制开放量子系统中的非马尔科夫性研究[J];大众科技;2016年09期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 魏鹏;席在荣;;深度强化学习在石墨烯量子系统中的应用[A];第三十九届中国控制会议论文集(7)[C];2020年
2 章祥;丛爽;周雷;;统一的量子李雅普诺夫控制方法及其仿真实验的验证[A];第32届中国控制与决策会议论文集(4)[C];2020年
3 杨名;郑小虎;杨青;董萍;方曙东;王长春;曹卓良;;高维量子系统纠缠浓缩[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
4 张明;;量子系统的集合可镇定性(英文)[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年
5 刘晓艳;刘学深;周忠源;丁培柱;;量子系统显式辛格式的优化[A];Structure Preserving Algorithm and Its Applications--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
6 丛爽;;量子系统的相干控制策略及其实现[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
7 产林平;丛爽;;开放量子系统量子态相干保持的控制策略[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
8 丛爽;杨霏;;开放量子系统收敛的状态控制策略[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 张明;戴宏毅;胡德文;;关于量子系统控制理论的思考——探索量子控制的可能性与极限[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
10 李明;何耀;陈宗海;;二能级开放量子系统的建模与最优控制[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
11 侯俊勇;向安平;刘文莉;唐婷婷;;开放量子系统的动力学过程与量子编码研究[A];第四届西部十二省(区)市物理学会联合学术交流会论文集[C];2008年
12 丛爽;郑捷;;两能级量子系统控制场的设计与操纵[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
13 周薇薇;张明;谢红卫;;量子系统的多时间点测量[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
14 刘学深;丁培柱;;量子系统的辛算法及其在激光原子物理中的应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
15 楼越升;李一芒;丛爽;;一种二阶含时量子系统状态演化的求解方法[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
16 陈宗海;张陈斌;董道毅;;量子信息系统仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
17 李兆凯;Man-HongYung;陈宏伟;鲁大为;James D.Whitfield;彭新华;Ala'n Aspuru-Guzik;杜江峰;;利用核磁共振量子计算解决量子系统基态问题[A];第十七届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2012年
18 杨鑫;嵇英华;;基于李雅普诺夫量子系统的两种控制方法的差异[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年
19 张陈斌;陈宗海;;简并量子系统的能控性分析——对称性破缺法[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
20 詹翔;李剑;薛鹏;;线性光学演示基于单个多维量子系统的量子加速[A];第十七届全国量子光学学术会议报告摘要集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 任玉坤;开放量子系统中量子费舍信息的保护[D];湖南师范大学;2019年
2 徐爽;开放量子系统的环境识别与控制及其应用[D];大连理工大学;2019年
3 邱型泽;量子动力学过程中的拓扑现象研究[D];中国科学技术大学;2019年
4 李红梅;开放量子系统纠缠鲁棒性的研究[D];吉林大学;2019年
5 Sajede Harraz;基于测量的开放量子状态调控[D];中国科学技术大学;2018年
6 杨靖北;量子系统的测量、状态估计与调控[D];中国科学技术大学;2018年
7 程泂;开放量子系统中纠缠动力学的理论研究[D];大连理工大学;2016年
8 林运国;开放量子系统模型检测的若干问题研究[D];陕西师范大学;2016年
9 杨洁;开放量子系统的建模及其控制[D];中国科学技术大学;2011年
10 黄江;两体开放量子系统的纠缠动力学[D];湖南师范大学;2013年
11 王彦懿;非厄米量子系统中非经典效应的增强与保护研究[D];湖南师范大学;2020年
12 陈冲;周期性驱动开放量子系统的动力学研究[D];兰州大学;2016年
13 童庆军;开放与周期性驱动量子系统的动力学及量子相变研究[D];兰州大学;2013年
14 李昕;开放量子系统和量子相变系统的几何相位[D];复旦大学;2013年
15 戴传铭;周期驱动下量子系统特性的理论研究[D];东北师范大学;2020年
16 王锐;拓扑量子系统中近藤效应的研究[D];南京大学;2017年
17 程石婧;真空涨落与量子系统的纠缠动力学和辐射性质[D];湖南师范大学;2020年
18 刘建秀;量子系统的状态跟踪控制及算符制备[D];中国科学技术大学;2014年
19 景俊;开放量子系统耗散的若干问题研究[D];上海交通大学;2007年
20 杨霏;量子系统的状态控制及相干保持[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 于海旭;基于强化学习的量子系统控制研究[D];南京大学;2020年
2 李红军;航天器光纤测量子系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 袁凤茹;关于PT-对称量子系统中的量子相干性的一些研究[D];陕西师范大学;2019年
4 肖书;三体量子系统的两类导引方案[D];陕西师范大学;2019年
5 史彬;量子参数共振系统控制问题研究[D];浙江大学;2019年
6 林丹萍;非马尔科夫环境下量子系统的量子费舍信息[D];湖南师范大学;2019年
7 孙夏青;基于切换策略的随机量子系统反馈稳定化控制[D];中国科学技术大学;2018年
8 赵军威;薛定谔—郎之万方法下Y产额的抑制[D];华中师范大学;2018年
9 李小盼;周期性驱动场作用下的量子系统的性质[D];大连理工大学;2018年
10 张雅婧;量子态的纠缠判据和性质[D];北京工业大学;2017年
11 刘长智;基于学习控制的量子系统参数辨识方法研究[D];南京大学;2018年
12 李晓玉;PT对称量子系统中矩阵的研究[D];延边大学;2018年
13 张素琴;拉普拉斯变换在开放量子系统力学中的应用[D];吉林大学;2017年
14 陈蒙西;马尔可夫开放量子系统无消相干子空间和目标态的稳定化控制[D];中国科学技术大学;2017年
15 马海兰;基于混合差分进化的复杂量子系统学习控制方法研究[D];南京大学;2017年
16 薛静静;开放量子系统的特性分析及其状态保持控制[D];中国科学技术大学;2015年
17 魏巍;(S,L,H)型量子系统的网络实现及数值例子[D];杭州电子科技大学;2013年
18 胡龙珍;开放量子系统特性分析及其状态控制[D];中国科学技术大学;2014年
19 孙莹莹;基于学习的开放量子系统图景控制[D];南京大学;2015年
20 胡明光;开放量子系统中的几何相[D];南开大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者 杨保国;量子系统环境调控首次实现[N];科学时报;2011年
2 实习生 王郁崭;经典对称性规则不适用于量子系统[N];科技日报;2019年
3 记者 刘霞;机器学习能重建量子系统首次证明[N];科技日报;2018年
4 记者 李禾;抗量子系统为高通量信息加保密“钢管”[N];科技日报;2017年
5 高翔;新量子系统创51个量子比特新纪录[N];中国航空报;2017年
6 记者 聂翠蓉;量子系统创51个量子比特新纪录[N];科技日报;2017年
7 本报记者 刘霞;量子技术将在哪些领域大显身手[N];科技日报;2018年
8 张洋;美公布无人机用于对抗环境、量子系统专题研究结果[N];中国航空报;2015年
9 王洁素 北京量子信息科学研究院助理研究员 武诗瑶 北京量子信息科学研究院高级工程师 常凯 北京量子信息科学研究院研究员;拍拍那个“量子婴儿”[N];北京科技报;2020年
10 国家社科基金项目“哲学视域下的‘多世界解释’问题研究”负责人、山西大学教授 贺天平;多世界解释:量子力学诠释中的一支奇葩[N];中国社会科学报;2016年
11 记者 刘霞;二维空间量子行走首次实现[N];科技日报;2018年
12 本报记者 常河;两只“量子柴郡猫”如何交换笑脸[N];光明日报;2020年
13 记者 陈婉婉;中科大量子测量研究取得重要进展[N];安徽日报;2020年
14 张梦然;光被成功存储于冷原子气体中[N];科技日报;2009年
15 记者 常河 通讯员 杨凡;分子与量子也可纠缠[N];光明日报;2020年
16 张媛 纪小柠 汪冬立;“前途”无量的量子科技[N];解放军报;2020年
17 常丽君;科学家构建出普适数字化量子模拟[N];科技日报;2011年
18 记者 桂运安;中科大首次实验实现压缩量子模拟[N];安徽日报;2014年
19 记者 江耘 实习生 洪恒飞 通讯员 柯溢能;人工量子系统中量子纠缠新途径被发现[N];科技日报;2019年
20 王凯宁 郭贵春 山西大学科学技术哲学研究中心;从量子计算视角看计算观念变革[N];中国社会科学报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978