Introduction to Quantum Control and Dynamics
eBook - ePub

Introduction to Quantum Control and Dynamics

Domenico D'Alessandro

Compartir libro
  1. 400 páginas
  2. English
  3. ePUB (apto para móviles)
  4. Disponible en iOS y Android
eBook - ePub

Introduction to Quantum Control and Dynamics

Domenico D'Alessandro

Detalles del libro
Vista previa del libro
Índice
Citas

Información del libro

The introduction of control theory in quantum mechanics has created a rich, new interdisciplinary scientific field, which is producing novel insight into important theoretical questions at the heart of quantum physics. Exploring this emerging subject, Introduction to Quantum Control and Dynamics presents the mathematical concepts and fundamental physics behind the analysis and control of quantum dynamics, emphasizing the application of Lie algebra and Lie group theory.

To advantage students, instructors and practitioners, and since the field is highly interdisciplinary, this book presents an introduction with all the basic notions in the same place. The field has seen a large development in parallel with the neighboring fields of quantum information, computation and communication. The author has maintained an introductory level to encourage course use.

After introducing the basics of quantum mechanics, the book derives a class of models for quantum control systems from fundamental physics. It examines the controllability and observability of quantum systems and the related problem of quantum state determination and measurement. The author also uses Lie group decompositions as tools to analyze dynamics and to design control algorithms. In addition, he describes various other control methods and discusses topics in quantum information theory that include entanglement and entanglement dynamics.

Changes to the New Edition:



  • New Chapter 4: Uncontrollable Systems and Dynamical Decomposition


  • New section on quantum control landscapes


  • A brief discussion of the experiments that earned the 2012 Nobel Prize in Physics


  • Corrections and revised concepts are made to improve accuracy

Armed with the basics of quantum control and dynamics, readers will invariably use this interdisciplinary knowledge in their mathematics, physics and engineering work.

Preguntas frecuentes

¿Cómo cancelo mi suscripción?
Simplemente, dirígete a la sección ajustes de la cuenta y haz clic en «Cancelar suscripción». Así de sencillo. Después de cancelar tu suscripción, esta permanecerá activa el tiempo restante que hayas pagado. Obtén más información aquí.
¿Cómo descargo los libros?
Por el momento, todos nuestros libros ePub adaptables a dispositivos móviles se pueden descargar a través de la aplicación. La mayor parte de nuestros PDF también se puede descargar y ya estamos trabajando para que el resto también sea descargable. Obtén más información aquí.
¿En qué se diferencian los planes de precios?
Ambos planes te permiten acceder por completo a la biblioteca y a todas las funciones de Perlego. Las únicas diferencias son el precio y el período de suscripción: con el plan anual ahorrarás en torno a un 30 % en comparación con 12 meses de un plan mensual.
¿Qué es Perlego?
Somos un servicio de suscripción de libros de texto en línea que te permite acceder a toda una biblioteca en línea por menos de lo que cuesta un libro al mes. Con más de un millón de libros sobre más de 1000 categorías, ¡tenemos todo lo que necesitas! Obtén más información aquí.
¿Perlego ofrece la función de texto a voz?
Busca el símbolo de lectura en voz alta en tu próximo libro para ver si puedes escucharlo. La herramienta de lectura en voz alta lee el texto en voz alta por ti, resaltando el texto a medida que se lee. Puedes pausarla, acelerarla y ralentizarla. Obtén más información aquí.
¿Es Introduction to Quantum Control and Dynamics un PDF/ePUB en línea?
Sí, puedes acceder a Introduction to Quantum Control and Dynamics de Domenico D'Alessandro en formato PDF o ePUB, así como a otros libros populares de Sciences physiques y Théorie des quanta. Tenemos más de un millón de libros disponibles en nuestro catálogo para que explores.

Información

Año
2021
ISBN
9781000395051
Edición
2

Chapter 1

Quantum Mechanics

DOI: 10.1201/9781003051268-1
We present some of the main notions of quantum mechanics and introduce some of the notation that will be used in the book. Some more concepts of interest in general quantum mechanics will also be introduced in other parts of the book as needed. There are several introductions to quantum mechanics at various levels. Some of the most popular are [66], [109], [115], [120], [193], [245].

1.1 States and Operators

1.1.1 State of a quantum system

1.1.1.1 States and Hilbert spaces

The state of a quantum mechanical system is represented by a nonzero vector in a separable Hilbert space. The word ‘represented’ means here that knowledge of the state vector gives complete information on the properties of the system. A Hilbert space H (see, e.g., [239] pg. 76 ff.) is a complex vector space with an inner product, that is, an operation (·,·):H×H$ >CI $ which satisfies the following properties:
  1. (y,x)=(x,y)*, (1.1)
    where a* denotes the complex conjugated of a;
  2. (x+y,z)=(x,z)+(y,z),
  3. (αx,y)=α*(x,y), (1.2)
    for any complex scalar α, and,
  4. (x,x)0,
    where equality holds if and only if x=0.
The norm of a vector x, ||x||, is defined as ||x||:=(x,x). The metric of H is defined using this norm, the distance between the vectors x and y being given by ||xy||. A Hilbert space is required to be complete with respect to this metric.1 A metric space is called separable if it contains a dense countable set. It can be proven that a Hilbert space is separable if and o...

Índice