Um dos pilares da implementação da tecnologia quântica é a criação e manipulação da forma de campos externos que podem otimizar o desempenho dos dispositivos quânticos. Conhecido como controle ótimo quântico, esse conjunto de métodos compreende um campo que evoluiu e se expandiu rapidamente nos últimos anos.
Um novo artigo de revisão publicado na EPJ Quantum Technology e de autoria de Christiane P. Koch, Dahlem Center for Complex Quantum Systems e Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin, juntamente com colegas de toda a Europa, avalia o progresso recente na compreensão da controlabilidade de sistemas quânticos, bem como a aplicação de controle quântico a tecnologias quânticas . Como tal, estabelece um roteiro potencial para a tecnologia futura.

Embora o controle ótimo quântico se baseie na teoria de controle convencional, abrangendo a interface da matemática aplicada, engenharia e física, ele também deve levar em consideração as peculiaridades e a natureza contra-intuitiva da física quântica.

Isso inclui a superposição, o conceito de que um sistema quântico pode existir em vários estados ao mesmo tempo, uma das chaves para o poder computacional avançado de máquinas que dependem de bits quânticos — ou qubits.

Em última análise, o principal objetivo do controle ótimo quântico é fazer com que as tecnologias quânticas emergentes operem em seu desempenho ideal e atinjam os limites físicos.

"Cada arquitetura de dispositivo vem com limites específicos, mas esses limites geralmente não são alcançados pelas formas mais tradicionais de operar o dispositivo", diz Koch. "O uso de modelagem de pulso pode levar os dispositivos aos limites em termos de precisão ou velocidade de operação que é fundamentalmente possível."

Os autores desta revisão consideram fatores na disciplina, incluindo até que ponto um sistema quântico pode ser estabelecido, controlado e observado sem causar o colapso dessa superposição, algo que impede seriamente a estabilidade dos computadores quânticos.

A revisão também sugere que, assim como os engenheiros convencionais têm uma estrutura teórica de controle para se apoiar, o treinamento de futuros "engenheiros quânticos" pode exigir uma estrutura semelhante que ainda não foi desenvolvida.

Um sistema quântico que unifique teoria e experimento é um dos objetivos atuais de pesquisa da área, com os autores apontando que isso também formará a base para o desenvolvimento de estratégias de controle ótimas.

Além de avaliar o progresso recente em direção a esse objetivo, a equipe delineou alguns dos obstáculos que podem estar pela frente em campo. Obstáculos que precisarão ser superados para que um futuro tecnológico quântico se manifeste. + Explorar mais

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