論文の概要: Fault-tolerant Coherent H-infinity Control for Linear Quantum Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.09609v1
- Date: Sat, 21 Mar 2020 09:20:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 13:38:33.843743
- Title: Fault-tolerant Coherent H-infinity Control for Linear Quantum Systems
- Title（参考訳）: 線形量子系における耐故障性コヒーレントH-無限性制御
- Authors: Yanan Liu, Daoyi Dong, Ian R. Petersen, Qing Gao, Steven X. Ding,
Shota Yokoyama and Hidehiro Yonezawa
- Abstract要約: 本稿では,マルコフジャンピング障害に苦しむ線形量子系のクラスに対して,コヒーレントフィードバックコントローラを設計する。
開発した耐故障性制御戦略の実応用として、量子光学からの線形量子システムの例を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.099257242356618
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robustness and reliability are two key requirements for developing practical
quantum control systems. The purpose of this paper is to design a coherent
feedback controller for a class of linear quantum systems suffering from
Markovian jumping faults so that the closed-loop quantum system has both fault
tolerance and H-infinity disturbance attenuation performance. This paper first
extends the physical realization conditions from the time-invariant case to the
time-varying case for linear stochastic quantum systems. By relating the fault
tolerant H-infinity control problem to the dissipation properties and the
solutions of Riccati differential equations, an H-infinity controller for the
quantum system is then designed by solving a set of linear matrix inequalities
(LMIs). In particular, an algorithm is employed to introduce additional noises
and to construct the corresponding input matrices to ensure the physical
realizability of the quantum controller. For real applications of the developed
fault-tolerant control strategy, we present a linear quantum system example
from quantum optics, where the amplitude of the pumping field randomly jumps
among different values. It is demonstrated that a quantum H-infinity controller
can be designed and implemented using some basic optical components to achieve
the desired control goal.
- Abstract（参考訳）: 堅牢性と信頼性は、実用的な量子制御システムを開発するための2つの重要な要件である。
本研究の目的は,閉ループ量子系が耐故障性とH-無限障害減衰性能の両方を有するように,マルコフジャンピング障害に悩まされる線形量子系に対するコヒーレントフィードバックコントローラを設計することである。
本稿ではまず,線形確率量子システムにおける時間不変の場合から時変の場合へ物理的実現条件を拡張した。
フォールトトレラントH-無限性制御問題をリカティ微分方程式の散逸特性と解に関連付けることにより、量子系のH-無限性制御装置は線形行列の不等式(LMI)の集合を解くことによって設計される。
特に、追加のノイズを導入し、対応する入力行列を構築して量子コントローラの物理的実現性を保証するためにアルゴリズムが用いられる。
開発した耐故障性制御戦略の実応用として、量子光学による線形量子システムの例を示し、ポンプ磁場の振幅は異なる値間でランダムに変化する。
量子h-infinityコントローラは, 所望の制御目標を達成するために, 基本的な光学成分を用いて設計, 実装できることが実証された。
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