无限接近海森堡极限,控制小玻璃球量子运动研(2)
【作 者】:网站采编
【关键词】:
【摘 要】:图 1b 显示了在中等反馈增益下测得的不同噪声贡献。灵敏度是标准量子极限的1.76倍,频率比共振频率高约22khz。 量子控制优化 最优反馈的思想是找到一个
图 1b 显示了在中等反馈增益下测得的不同噪声贡献。灵敏度是标准量子极限的1.76倍,频率比共振频率高约22khz。
量子控制优化
最优反馈的思想是找到一个能呈现闭环系统稳定性并优化预定义成本函数的控制输入。在这项研究中,目标是最小化粒子的能量。该任务分为两个步骤:提供最佳选择的估计步骤,系统量子态的实时估计,以卡尔曼滤波器的形式;和一个控制步骤来计??算最佳反馈,这里采用线性二次调节器 (LQR) 的形式。这两个步骤都需要合适的数学模型,它们共同构成了一个线性二次高斯控制系统。
为此,研究人员定义了一个量子随机控制问题,该模型允许其构建条件量子态ρ^的动力学方程。在真空状态的电磁场和热状态的残余气体环境中,研究人员将悬浮粒子模拟为一维量子谐振子耦合。两种环境都在马尔可夫近似中,这意味着它们可以有效地用作高斯白噪声源。通过测量电磁场,研究人员实现了对粒子位置的(连续)测量。
实现最佳估计和控制的一个关键因素是对实验装置的精确数学描述,包括外部噪声过程,这依赖于对位置读数的仔细校准。具体实验过程如下图2所示:
图2:卡尔曼滤波验证.
参考链接:
文章来源:《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/zonghexinwen/2021/0717/1193.html