Avanzamento della teoria del controllo quantistico
Il controllo quantistico è un campo scientifico in crescita e interdisciplinare, che coinvolge fisici e chimici. Le sue applicazioni spaziano dalla produzione di stimolazioni selettive a livello atomico o molecolare al controllo delle reazioni chimiche con il laser. L'obiettivo è lo stato desiderato atomico o molecolare, mentre il controllo è il campo laser applicato. Il progetto ACOLA ("Analysis of controllability and control landscapes for quantum systems") ha affrontato due temi fondamentali del controllo quantistico: la controllabilità e l'analisi delle trappole. La controllabilità è la capacità di guidare lo stato del sistema iniziale verso qualsiasi stato finale con i controlli disponibili. Le trappole aiutano a stabilire gli algoritmi per i campi di controllo ottico per un sistema quantico. È stata valutata la controllabilità di sistemi quantistici aperti attraverso l'impulso laser personalizzato e lo stato dell'ambiente. Parte del lavoro è stato indirizzato verso l'analisi delle trappole nei problemi di controllo quantistico. ACOLA ha creato uno schema di controllo per attuare la controllabilità di livelli completi di sistemi quantistici aperti nell'insieme di tutte le matrici di densità. La controllabilità del sistema ha fornito il grado più elevato di controllo dello stato quantistico. Un'altra scoperta significativa è stata l'esistenza di una trappola di secondo ordine per una classe di sistemi quantistici e delle condizioni di sistema per i quali esistono queste trappole. Inoltre, hanno scoperto sistemi quantistici senza trappole finora sconosciuti. I ricercatori hanno provato l'assenza di trappole manipolando la trasmissione del coefficiente di una particella quantistica in un potenziale unidimensionale, dove la sua forma è stata utilizzata come controllo. Infine, non erano presenti trappole nei punti regolari di paesaggi di fitness per sistemi biologici aperti. Sono stati ottenuti diversi risultati che hanno fatto avanzare il campo di controllo quantistico durante lo svolgimento del progetto, che hanno contribuito in maniera significativa all'eccellenza europea e alla competitività. I risultati del progetto sono stati pubblicati in riviste specializzate. Ulteriori attività di divulgazione hanno incluso la partecipazione a conferenze e seminari internazionali.
