Última actualización: 11/04/2023


Curso Académico: 2023/2024

Control Cuántico
(19580)
Máster Universitario en Tecnologías e Ingeniería Cuánticas (Plan: 476 - Estudio: 379)
Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas


Coordinador/a: PEREZ PARDO, JUAN MANUEL

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Matemáticas

Tipo: Optativa
Créditos: 3.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Requisitos (Asignaturas o materias cuyo conocimiento se presupone)
Ecuaciones diferenciales ordinarias, Álgebra Lineal
Objetivos
La Teoría de Control es el marco conceptual que engloba el modelado de sistemas de control. El problema de control se puede resumir de forma simplificada de la siguiente forma. Dado un sistema físico, se pretende guiar o controlar su evolución temporal para, desde un estado inicial dado, llegar a un estado final que cumpla ciertas características. Los objetivos de la asignatura serán obtener conocimientos básicos de la Teoría de Control a través de ejemplos elementales explicando conceptos clave como la controlabilidad, sistemas de control bilineales o el problema de control óptimo aplicados al caso concreto de los sistemas cuánticos. Más concretamente, explicar las distintas nociones de controlabilidad, como controlabilidad de estados puros o controlabilidad de estados mixtos o el problema de control en tiempo mínimo. Estos conceptos se aplicarán a modelos sencillos como control molecular o de estados de espín pero de importancia directa e inmediata en las aplicaciones como el control cuántico de reacciones químicas, computación cuántica o quantum metrology.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
1. Introducción a la teoría de control en Mecánica Cuántica: - Sistemas de control bilineales. - Controlabilidad de estados puros, de estados mixtos y control simultaneo. - Caracterizaciones de la controlabilidad. - Aplicaciones 2. Problemas de Control Óptimo en Mecánica Cuántica: - Principio de máximo de Pontryaguin - Controles acotados y control en tiempo mínimo. - Método de Krotov - Aplicaciones
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
- AF1: Clases teóricas - AF2: Clases prácticas - AF3: Tutorías - AF4: Trabajo en grupo - AF5: Trabajo individual del estudiante - AF6: Exámen final
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 25
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 75

Calendario de Evaluación Continua


Bibliografía básica
  • D'Alessandro, Domenico. Introduction to Quantum Control and Dynamics. Chapman and Hall/CRC. 2007
  • H.Mabuchi and N. Khaneja. Principles and applications of control in quantum systems. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 15, 647-667. 2005
  • Nielsen, Michael A and Chuang, Isaac L. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press. 2010
  • O. V. Morzhin and A. N. Pechen. Krotov method for optimal control of closed quantum systems. Russ. Math. Surv. 74, 851. 2019
Recursos electrónicosRecursos Electrónicos *
Bibliografía complementaria
  • Agrachev, Andrei A and Sachkov, Yuri. Control theory from the geometric viewpoint. Springer Science & Business Media. 2013
  • Jurdjevic, Velimir. Geometric control theory. Cambridge university press. 1997
(*) El acceso a algunos recursos electrónicos puede estar restringido a los miembros de la comunidad universitaria mediante su validación en campus global. Si esta fuera de la Universidad, establezca una VPN


El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.