整形激光脉冲控制分子量子动力学中噪音影响的理论研究

利用整形激光脉冲控制化学反应是近年来的研究热点，在理论上和实验上出现了越来越多崭新而有趣的结果。激光产生、整形过程中，以及信号测量过程中存在不可避免的噪音，影响了控制效果的稳定性。本项目将从理论上对量子控制中噪音的影响进行细致的研究，总结其中的规律，在此基础上设计鲁棒最优控制的高效搜索算法。

项目提出从理论上研究超快激光控制分子量子动力学过程中噪音的影响，到目前为止，还没有发表相关的成果。由于是初次负责国家自然科学基金，对遇到的困难估计不足，缺乏推动项目前进的经验，因此项目所提出的研究进展较为缓慢。总结起来主要有如下几个原因：初步计算结果发现申请书中设想的算法计算效率太低，因此将研究重点转向具体量子体系的控制研究；所招收的研究生大部分缺乏执行项目所需能力的训练，为使他们能够顺利毕业和取得学位，只能找一些他们力所能及的研究课题，这也牵扯了负责人进行量子控制研究的精力；项目负责人承担了较为繁重的教学任务。项目执行期间，只招收到一名有能力进行量子控制的研究的学生，正在研究量子点中电子波函数的控制，期待这一工作的结果对利用量子点构造量子计算机有所贡献。在项目执行过程中，指导了两名本科生采用准经典方法研究了某个A+BC反应的动力学，以及超冷分子间化学反应的探索性研究。这些工作对于以后在量子控制方面的深入研究奠定了重要的基础。. 项目组已经发表的工作主要集中在量子化学模拟和粗粒化分子动力学模拟两方面。. 采用量子化学方法和过渡态理论对两种谷氨酸脱羧酶GAD67和GAD65的催化差异性进行了解释，相关论文发表在Journal of Molecular Modeling。采用量子化学方法和过渡态理论计算出S-腺苷甲硫氨酸酶催化甲基转移过程中二硫键的形成是整个过程的决速步，对于将来的药物设计具有指导意义，相关论文发表在International Journal of Quantum Chemistry。采用粗粒化分子动力学的方法，利用商业化软件，研究了微观形貌与嵌段共聚物的结构及相互作用参数之间的关系，总结了相关规律，相关论文发表在Journal of Theoretical and Computational Chemistry。我们采用量子化学方法研究了两种富勒烯衍生物中的载流子迁移率；采用粗粒化分子动力学方法模拟了一类有机光伏电池的微观形貌，相关论文都在整理，计划2014年上半年投出。因经验不足，另有两篇SCI文章未标注国家自然科学基金。我们还研究了其他一些体系，工作开展相对较浅。这些在正文里有详细描述。. 在上述工作的基础上，我们计划将量子化学方法和分子动力学结合起来，研究有机光伏电池光电转换效率的影响因素。.