Открытые лекции по теме «Управление квантовыми системами»

Слушателями открытых лекций могут быть студенты, аспиранты, молодые и не очень ученые, интересующиеся данным направлением науки.

Все лекции, в том числе проходящие очно в МИАН, в реальном времени транслируются через Контур.Толк. Если Вы хотите максимально полно участвовать в лекциях, Вы можете зарегистрироваться по этой ссылке. После регистрации Вы получите ссылку и доступ к онлайн трансляции в Контур.Толк в режиме реального времени. В этом случае Вы сможете принимать полноценное участие в лекциях, задавать вопросы лектору, участвовать в обсуждениях вместе с другими слушателями, в том числе находящимися в аудитории в случае очных занятий и т.п.

Важным аппаратом для квантовых технологий являются математические методы управления квантовыми системами – отдельными атомами, молекулами и т.д. Развитие таких методов имеет как высокий фундаментальный интерес, так и значительную востребованность в связи с различными существующими и перспективными приложениями квантовых технологий, такими как построение квантовых вычислительных устройств (например, для высокоточной генерации состояний кубитов и квантовых вентилей за минимальное время), управление атомной и молекулярной динамикой, лазерная химия, ядерный магнитный резонанс и т.д. Методы управления квантовыми системами разрабатываются либо применяются во многих мировых ведущих научных центрах и крупных корпорациях. В данном курсе рассматриваются основы математического аппарата методов управления квантовыми системами. В первом семестре изучаются методы управления замкнутыми, т.е. изолированными от влияния окружающей среды, квантовыми системами. Второй семестр в основном посвящен методам управления открытыми квантовыми системами. Обсуждаются типичные классы задач оптимального управления, условия управляемости, аналитические результаты о локальных свойствах целевых функционалов для задач генерации квантовых вентилей и максимизации вероятности перехода, свойства ландшафтов управления, включая вопросы о существовании ловушек, принцип максимума Понтрягина, задача оптимального быстродействия, синтез управления на основе функций Ляпунова, квантовое управление с обратной связью. Изучается управление открытыми квантовыми системами с когерентным и/или некогерентным управлениями, задачи управления в терминах отображений Крауса, оптимизация на комплексных многообразиях Штифеля. Обсуждаются численные методы оптимизации, такие как метод GRAPE и генетические алгоритмы.

Расписание на весенний семестр 2025/2026 учебного года: