它是一个物理、化学与信息科学等多学科交叉的新兴研究方向。狭义地说，量子控制旨在通过适当的控制手段使得被控量子系统的性能满足期望的指标。广义地说，量子控制旨在通过系统性地方法实现对量子系统的控制、估计、辨识、分析与优化。量子控制的相关理论已逐步应用于设计与控制量子信息处理系统，如超导、量子点、核磁共振、光子晶体、离子阱等，并且有力地推动量子信息处理技术的发展。 

在国际期刊中，量子控制这一概念最早出现在美国圣路易斯华盛顿大学教授、中国清华大学客座教授谈自忠（T.J. Tarn）1980年发表于《数学建模》（Mathematical Modelling）上的论文中。这得益于控制学家对于双线性系统控制问题不断深入的研究，以及20世纪70年代末激光学与光谱学的快速发展，使得操控与观测量子系统成为可能。之后关于量子系统的可控性、可逆性与非破坏滤波的研究也相继展开。1992年美国普林斯顿大学H.拉比茨（Herschel Rabitz）提出了一类闭环学习策略，其通过优化控制脉冲形状使得氯化钾分子达到激发态。控制理论中一重要概念——反馈是在1994年由澳大利亚格里菲斯大学的H.怀斯曼（H.Wiseman）引入到量子控制理论中的。他提出了基于连续弱测量理论的量子反馈控制方法，这是首个测量反馈控制方案。但测量会给系统动态带来扰动并且测量反馈控制回路存在时延问题。为避免这些问题，相干反馈的概念被提出,其通过引入量子控制器调节被控系统的动态。 

在控制方法方面，有动态解耦、最优控制、几何控制、李雅普诺夫控制、学习控制、退相干控制、测量反馈控制、相干反馈控制等。在系统性能分析方面主要包括控制图景分析、能控性分析、能观性分析、可逆性分析、可辨识性分析、稳定性分析等。在状态估计方面，主要有滤波理论、贝叶斯估计、最大似然估计等。在系统辨识方面，主要包括基于系统实现理论的辨识、最小二乘法辨识、梯度辨识算法等。量子控制理论并未局限于上述方法的发展上，在其他领域也得到延伸，如已发展出量子机器学习理论、量子模式识别理论等前沿方向。量子控制方法也在不断地丰富与完善。 

量子控制在诸多前沿领域得到了重要的应用。例如，学习控制的方法被广泛用于选键化学领域。这一方法通过遗传算法训练，使激光发生器产生飞秒激光脉冲，高效且准确地使分子化学键断裂，从而产生新的分子。这一方法已在数百个实验中得到了验证，并且使得超快且高精度地操控分子系统成为可能。2012年诺贝尔物理学奖得主，法国物理学家S.阿罗什（S.Haroche）领导的研究组将反馈控制的方法用于光腔中量子态保持的实验中。该实验通过原子探测的方式对光腔中量子态进行测量以估计量子态，并且根据估计状态设计反馈控制律，以实现抑制退相干，从而保持量子态的目的。反馈控制方法在这一实验中的成功应用使得延长量子存储器的相干时间成为可能。