Ученые Университета МИСИС и Математического института им. В. А. Стеклова РАН предсказали ранее неизвестное ловушечное поведение в задачах управления трехуровневыми квантовыми системами типа Лямбда-атомов. Открытие «ловушек» поможет лучше управлять квантовыми объектами, что критически важно для развития квантовых вычислений, связи и памяти. Работа опубликована в журнале Physical Review A, сообщает пресс-служба НИТУ МИСИС.
Лямбда-атомы широко применяются в квантовой оптике, например, для разработки квантовой памяти и создания электромагнитно-индуцированной прозрачности. Кроме того, такие системы рассматриваются как основа для кутритов — аналогов кубитов с тремя состояниями, которые могут стать новыми «строительными блоками» для квантовых процессоров.
«Оптимальное управление такими системами — сложная задача, сравнимая с поиском высшей точки в горной местности вслепую: двигаясь вверх, можно достичь вершины, но не всегда ясно, самая ли она высокая. Аналогично в задачах управления квантовыми системами возникает некоторый квантовый ландшафт, в котором могут существовать "ловушки" — субоптимальные решения, например лазерные импульсы, которые трудно улучшить стандартными методами оптимизации», — отметил Александр Печень, главный научный сотрудник лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС, заведующий отделом математических методов квантовых технологий Математического института им. В. А. Стеклова РАН.
Считалось, что квантовые системы типа Лямбда-атомов демонстрируют лишь слабо выраженное ловушечное поведение — именно на их примере этот эффект был впервые обнаружен. Однако в ходе нового исследования ученые выявили неожиданный феномен.
«Мы выяснили, что при наличии особых симметрий в системе возникает гораздо более выраженное ловушечное поведение, чем считалось ранее. Это существенно усложняет поиск оптимальных управляющих импульсов и требует разработки новых подходов к оптимизации квантовых процессов», — добавил Борис Волков, ведущий инженер лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий НИТУ МИСИС.
Это открытие углубляет понимание фундаментальных ограничений в управлении квантовыми объектами.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
