Rozwój kwantowej teorii sterowania
Sterowanie kwantowe to rozwijająca się interdyscyplinarna dziedzina nauki, którą zajmują się głównie fizycy i chemicy. Nauka ta ma różne zastosowania — od selektywnego wzbudzania atomów lub cząsteczek po sterowanie reakcjami chemicznymi za pomocą laserów. Celem jest uzyskanie oczekiwanego stanu atomów lub cząsteczek przy jednoczesnej możliwości sterowania z wykorzystaniem pola laserowego. Finansowany ze środków UE projekt "Analysis of controllability and control landscapes for quantum systems" (ACOLA) dotyczył dwóch podstawowych zagadnień związanych ze sterowaniem kwantowym, czyli sterowalności i analizy pułapek. Sterowalność to możliwość sterowania układem od stanu początkowego do dowolnego stanu końcowego za pomocą dostępnych mechanizmów. Pułapki ułatwiają określenie algorytmów pól sterowania optycznego układem kwantowym. W ramach projektu oceniono również możliwości sterowania otwartymi układami kwantowymi przy użyciu dopasowanego impulsu laserowego oraz stan środowiska. Część prac była także poświęcona analizie pułapek w zakresie problemów ze sterowaniem kwantowym. Uczestnicy projektu ACOLA opracowali schemat sterowania w celu uzyskania przybliżonej sterowalności skończonych otwartych układów kwantowych w zbiorze wszystkich macierzy gęstości. Sterowalność układu zapewniła maksymalny możliwy stopień kontroli nad stanami kwantowymi. Kolejnym przełomem okazało się odkrycie pułapek drugiego stopnia w klasie ogólnej układów kwantowych oraz warunków, przy jakich występują takie pułapki. Ponadto naukowcy odkryli wcześniej nieznane układy kwantowe pozbawione pułapek. Badacze potwierdzili nieobecność pułapek, manipulując współczynnikami transmisji cząsteczki kwantowej w jednowymiarowym potencjale, w którym kształt został użyty jako mechanizm sterujący. Ustalono również, że w przypadku otwartych układów biologicznych pułapki nie występują w zwykłych punktach krajobrazów dopasowania. W ramach projektu uzyskano wiele fundamentalnych wyników, które przyczyniły się do rozwoju dziedziny sterowania kwantowego oraz znacznie zwiększyły konkurencyjność i stopień zaawansowania europejskiej nauki. Wyniki projektu opublikowano w czasopismach branżowych. Do działań informacyjnych należy też udział w międzynarodowych konferencjach i seminariach.