伴随着量子卫星、量子计算机领域新成果的不断出现,量子信息技术引起了人们越来越多的关注。量子系统控制对于推动量子信息技术的发展具有重要作用。特别地,高维量子系统的控制具有更大的实际意义,但其控制也更加困难,例如高维封闭量子系统非孤立本征态的制备问题就没有得到很好的解决。量子网络系统是节点由量子系统构成的网络系统,其一致性与分布式量子计算和量子通信具有密切关系,但量子网络系统的量子特性使其比经典网络系统的研究困难得多。在此背景下,本论文借助李雅普诺夫稳定性理论研究高维封闭量子系统非孤立本征态的制备和量子网络系统的一致性控制问题,具体研究内容可以概括如下:(1)基于粒子群优化的高维封闭量子系统李雅普诺夫控制。针对高维封闭量子系统,设计含有待定参数的李雅普诺夫控制律,提出利用粒子群算法结合路径规划的方法确定控制律中的未知参数,实现系统对于非孤立本征态的高概率布居转移。首先,借助二次型李雅普诺夫函数V=<ψ|Pψ>设计含有待定参数的控制律,待定参数为实对角矩阵P。其次,基于系统的能级跃迁图,按照由远及近的顺序规划一条连通目标本征态的完全路径,由于矩阵P的对角元与连通图中的能级有对应关系,因此可以沿着所规划的路径以递减顺序设计矩阵P对角元的初始值。然后,利用所设计的对角元为多维粒子的每个维度设计初始可行解空间,并作为迭代过程中限制粒子位置变化范围的约束条件,从而提高算法的收敛速度。最后按照粒子群算法的基本步骤搜索最优矩阵P,并在一个五能级量子系统和一个三量子位系统上进行仿真实验,以验证该方案的效果。(2)量子网络系统的轨道一致性控制。对于哈密顿量存在情况下由n个相同的m能级量子子系统构成的一般量子网络系统,相互作用绘景下的对称一致性状态恰好对应薛定谔绘景下的一个轨道,即对称一致性状态的H-轨道。论文首先借助相互作用绘景变换和拉塞尔不变集原理,分析量子网络系统的轨道一致性,获得当量子相互作用图连通且系统哈密顿量置换不变时量子网络对于目标一致性状态的H-轨道的收敛性条件。然后,设计相应的交换算子使得系统收敛到相互作用绘景下目标对称一致性状态的H-轨道上。最后,对四量子位网络系统和三个全同三能级子系统组成的量子网络系统分别进行轨道一致性的数值仿真实验,以验证理论结果的正确性和交换算子设计方法的有效性。