Avances en la teoría del control cuántico
El control cuántico es un campo científico interdisciplinar en crecimiento que implica principalmente a físicos y químicos. Sus aplicaciones van desde la generación de excitaciones atómicas o moleculares selectivas hasta el control de reacciones químicas con láser. El objetivo es un estado atómico o molecular deseado, y el control es el campo láser aplicado. El proyecto «Analysis of controllability and control landscapes for quantum systems» (ACOLA), financiado por la Unión Europea, abordó dos temas fundamentales del control cuántico: la controlabilidad y el análisis de trampas. La controlabilidad es la capacidad de dirigir un estado inicial cualquiera de un sistema hasta un estado final con los controles disponibles. Las trampas ayudan a determinar los algoritmos para generar los campos de control ópticos de un sistema cuántico. El proyecto evaluó la controlabilidad de los sistemas cuánticos abiertos mediante un pulso láser a medida y el estado del entorno. Parte del trabajo también se orientó hacia el análisis de trampas en problemas de control cuántico. ACOLA construyó un esquema de control para implementar una controlabilidad aproximada de sistemas cuánticos abiertos con niveles finitos en el conjunto de todas las matrices de densidad. La controlabilidad del sistema proporcionó el grado más elevado posible de control del estado cuántico. Otros descubrimientos importantes fueron la existencia de trampas de segundo orden para una clase general de sistemas cuánticos y las condiciones del sistema para que estas trampas existan. Además, se encontraron sistemas cuánticos, hasta entonces desconocidos, sin trampas. Los investigadores demostraron la ausencia de trampas manipulando el coeficiente de transmisión de una partícula cuántica en un potencial unidimensional en el cual se utilizaba la forma como control. Finalmente, no había trampas en los puntos regulares de los paisajes adaptativos en sistemas biológicos abiertos. Varios resultados fundamentales que suponen avances en el campo del control cuántico de los que se obtuvieron durante la duración del proyecto contribuyeron de forma importante a la excelencia y la competitividad europeas. Los resultados del proyecto se publicaron en revistas sometidas a revisión y también se realizaron otras actividades de divulgación, entre ellas la participación en congresos y seminarios internacionales.
