不论是宏观系统还是微观量子系统，任何系统控制的高精度性能都来源于闭环反馈而不是开环控制系统的设计。本书围绕微观量子系统的闭环反馈控制理论进行系统深入的研究。在封闭量子系统状态的闭环反馈控制理论中，重点进行基于李雅普诺夫量子控制方法的特性分析以及统一的量子李雅普诺夫控制方法的设计；在开放量子系统状态保持与反馈控制中，专门针对开放量子系统控制的状态保持及其特性分析以及非马尔可夫开放量子系统状态保持时间及其控制进行研究；在基于反馈控制的开放量子系统算符的制备中，主要对马尔可夫和非马尔可夫系统制备非门进行设计与分析。本书还进行有关随机开放量子系统的开关反馈控制、量子系统反馈跟踪控制的研究；同时还更加系统地对量子测量理论与应用、基于优化算法的量子状态估计、基于深度神经网络的量子状态估计，以及基于实时在线估计的量子系统反馈控制与跟踪进行系统研究，为基于实时在线估计的量子系统的高精度闭环反馈控制提供坚实的理论基础。 本书是作者多年研究成果的集成，可以作为量子物理化学、量子信息与通信，以及对量子系统控制感兴趣的电子、力学工程、应用数学、计算科学以及控制工程等领域研究生的教材或参考书。

前言
第1章 概论
1.1 量子系统反馈控制理论研究现状
1.2 量子系统状态估计研究现状
1.2.1 量子态层析
1.2.2 基于压缩感知量子态估计研究现状
1.2.3 在线量子状态估计发展现状
1.3 神经网络量子态估计器的研究现状
1.4 本书内容安排
第2章 量子系统基本概念与理论基础
2.1 量子力学基础
2.1.1 量子态与状态空间
2.1.2 力学量和算符
2.2 量子系统及其环境
2.2.1 量子系统、环境与热库
2.2.2 复合系统和状态空间的运算
2.2.3 多体系统的纠缠态
2.3 封闭量子系统的状态演化方程
2.3.1 薛定谔方程
2.3.2 刘维尔方程
2.4 开放量子系统的状态演化方程
2.4.1 马尔可夫主方程
2.4.2 非马尔可夫开放量子系统主方程
2.4.3 随机开放量子系统模型
2.5 量子测量
2.5.1 投影测量
2.5.2 POVM测量
2.6 薛定谔绘景、海森伯绘景和相互作用绘景
2.7 李雅普诺夫稳定性定理
2.8 Ito引理与Ito乘积法则
第3章 封闭量子系统状态的闭环反馈控制理论
3.1 基于李雅普诺夫量子系统控制方法的状态调控
3.1.1 引言
3.1.2 量子系统的状态驱动
3.1.3 基于李雅普诺夫量子控制方法的特性分析
3.1.4 基于李雅普诺夫方法的量子系统控制的设计
3.2 统一的量子李雅普诺夫控制方法
3.2.1 被控量子系统描述与控制任务
3.2.2 解决问题的主要思路
3.2.3 统一李雅普诺夫的控制方法设计
3.2.4 定理3.1的证明
3.2.5 通用控制方法设计流程
3.2.6 数值仿真及结果分析
第4章 开放量子系统状态反馈控制与保持
4.1 马尔可夫型开放量子系统中的量子态控制与保持
4.1.1 系统模型及控制问题描述
4.1.2 量子系统中无消相干子空间的描述
4.1.3 控制场设计及系统稳定性分析
4.1.4 数值仿真及跟踪性能分析
4.2 二能级非马尔可夫型开放量子系统状态转移
4.2.1 二能级系统的非马尔可夫模型描述
4.2.2 非马尔可夫开放量子系统的特性分析
4.2.3 控制问题描述及控制场设计
4.2.4 数值仿真和结果分析
第5章 基于反馈控制的开放量子系统算符的制备与保持
5.1 开放量子系统的数学模型
5.1.1 算符的动力学方程
5.1.2 算符可达集
5.2 反馈控制场设计
5.2.1 李雅普诺夫函数的构造
5.2.2 控制场设计
5.2.3 鲁棒性分析
5.3 算符精度和特性的性能指标
5.3.1 算符距离
5.3.2 算符保真度
5.3.3 算符纯度
5.4 数值仿真实验及其结果分析
5.4.1 基于V和Vds设计控制场对马尔可夫系统制备非门
5.4.2 基于V设计不同形式的控制场对马尔可夫系统制备非门
5.4.3 基于V设计控制场对非马尔可夫系统和封闭系统制备非门
5.4.4 鲁棒性实验及结果分析
第6章 随机开放量子系统的开关反馈控制
6.1 随机量子系统的数学模型
6.2 特殊本征态的收敛控制
6.2.1 特殊本征态的控制场设计
6.2.2 特殊本征态的收敛性证明
6.2.3 数值实验及结果分析
6.3 任意本征态的收敛控制
6.3.1 任意本征态的控制场设计
6.3.2 任意本征态的收敛性证明
6.3.3 数值实验及结果分析
6.4 纯态开关反馈控制
6.4.1 被控系统及其任务描述
6.4.2 控制场设计及其特性分析
6.4.3 系统数值仿真实验及其结果分析
6.5 混合态的收敛控制
6.5.1 混合态的控制场设计
6.5.2 混合态的收敛性证明
6.5.3 数值实验及结果分析
第7章 量子系统反馈跟踪控制
7.1 目标为系统自由演化轨迹的轨道跟踪控制
7.1.1 跟踪问题描述
7.1.2 跟踪控制场设计
7.1.3 系统仿真实验及其结果分析
7.2 跟踪自由演化目标轨迹的收敛性分析
7.2.1 不同目标态的收敛性分析
7.2.2 系统仿真实验及其结果分析
7.2.3 动力学系统不变集下的收敛性分析
7.3 N维封闭量子系统轨迹跟踪的统一控制
7.3.1 系统模型和问题描述及解决问题的设计思想
7.3.2 统一量子跟踪控制的设计
7.3.3 数值仿真实验及其结果分析
第8章 量子测量理论与应用
8.1 量子反馈控制中的测量理论与技术
8.1.1 量子测量理论
8.1.2 量子系统测量技术
8.2 基于最优测量的二能级量子系统的本征态转移
8.2.1 基于最优测量的量子态调控
8.2.2 最优测量对量子状态转移的性能分析
8.3 基于最优观测集的任意量子纯态估计
8.3.1 量子测量与量子状态估计
8.3.2 任意纯态重构的最优测量配置
8.3.3 基于最优观测量集合的量子态估计
第9章 基于优化算法的量子状态估计
9.1 改进的交替方向乘子法及其在量子态估计的应用
9.1.1 ADMM算法原理
9.1.2 基于不动点方程的ADMM改进方法
9.1.