Faire avancer la théorie du contrôle quantique
Le contrôle quantique est un domaine scientifique interdisciplinaire en plein développement, qui implique des physiciens et des chimistes. Ses applications vont de la production d'excitations sélectives, atomiques ou moléculaires, jusqu'au contrôle par laser des réactions chimiques. L'objectif est d'atteindre l'état atomique ou moléculaire voulu, le contrôle résultat du champ laser appliqué. Le projet ACOLA («Analysis of controllability and control landscapes for quantum systems»), financé par l'UE, s'est intéressé à deux aspects fondamentaux du contrôle quantique, la contrôlabilité et l'analyse des pièges. La contrôlabilité est la capacité à aller depuis tout état initial du système vers l'état final voulu, à l'aide des commandes disponibles. Les pièges contribuent à déterminer les algorithmes pour les champs de contrôle optique d'un système quantique. Le projet a évalué la contrôlabilité des systèmes quantiques ouverts, via une impulsion laser adéquate et l'état de l'environnement. Le projet a aussi cherché à analyser les pièges dans les difficultés du contrôle quantique. Le projet ACOLA a défini un processus en vue d'une contrôlabilité approximative dans des systèmes quantiques ouverts de niveau fini, pour l'ensemble de toutes les matrices de densité. La contrôlabilité du système a apporté le plus haut degré possible de contrôle de l'état quantique. Une autre découverte notable a été celle d'un piège de second ordre pour une catégorie générale de systèmes quantiques, ainsi que les conditions du système pour l'existence de ces pièges. Les chercheurs ont en outre découvert des systèmes quantiques sans piège, inconnus auparavant. Ils ont démontré l'absence de pièges lors de la manipulation du coefficient de transmission d'une particule quantique dans un potentiel unidimensionnel dont la forme a servi de contrôle. Enfin, aucun piège n'a été constaté en des points réguliers des environnements de contrôle pour des systèmes biologiques ouverts. Le projet s'est traduit par plusieurs résultats fondamentaux dans les champs de contrôle quantique, contribuant notablement à l'excellence et la compétitivité de l'Europe. Les résultats ont été présentés dans des revues révisées par des pairs. Les résultats ont aussi été diffusés lors de conférences internationales et de séminaires.
Mots‑clés
Système quantique, contrôle, contrôlabilité, analyse des pièges, environnements de contrôle
