طراحی یک کنترل کننده ژنتیکی کوانتومی در ردیابی مسیر سیستم های کوانتومی

کنترل سیستم های کوانتومی مبتنی بر روش های کنترل یادگیر و هوش محاسباتی از موضوعات مورد توجه در حوزه مهندسی کنترل می-باشد. آنچه دارای اهمیت است تضمین همگرایی فرآیند کنترل موردنظر در عین وضوح و سادگی روش می باشد. در این مقاله یک فرآیند کنترل یادگیر مبتنی بر یک کنترل کننده ژنتیکی کوانتومی به منظور ردیابی مسیر در سیستم های کوانتومی بسته ارایه شده است. کنترل کننده طراحی شده برای ردیابی یک مسیر متناظر یک تابع متغیر با زمان به کار گرفته شده است. برای این منظور یک مساله بهینه سازی مقید با تابع هدف حداقل سازی انحراف از مسیر و محدودیت ناشی از ساختار تکراری جواب معادله دینامیکی شرودینگر طراحی شده است. با توجه به نرخ بالای همگرایی در الگوریتم ژنتیک کوانتومی، از الگوریتم ژنتیک کوانتومی برای حل مساله بهینه سازی استفاده شده است. بر اساس یک اندازه گیری تصادفی از نسل اول جمعیت حالات کوانتومی، الگوریتم ژنتیک حاصل بهترین کنترل کننده را برای ردیابی مسیر ارایه می-دهد. ردیابی موثر و بهینه مسیر با حداقل خطای انحراف از مسیر و حداقل نوسانات سیگنال کنترل از مزایای روش ارایه شده است. دو مثال عددی برای نشان دادن عملکرد کنترل کننده طراحی و مزایای آن ارایه شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده نمایانگر صحت عملکرد روش پیشنهادی در کنترل سیستم های کوانتومی است.