Genom en ny ekvation har en forskargrupp lyckats beskriva dynamiken hos ett allmÀnt Äterkopplat kvantsystem. UpptÀckten möjliggör djupare studier av kvantmekanik och kan bli viktig i utvecklingen av framtidens kvantdatorer.

Dagens teknik minskar stÀndigt i storlek. Vid riktigt smÄ lÀngdskalor börjar kvanteffekter, sÄ som tunnling, superposition och sammanflÀtning bli pÄtagliga. Det Àr dÀrför viktigt att hitta sÀtt att utnyttja dessa. Ett typexempel Àr kvantdatorn som utnyttjar kvanteffekter för att lösa komplexa berÀkningsproblem som den traditionella teknologin inte klarar av. För att kunna förstÄ vad som Àr möjligt att uppnÄ med kvantsystem ur ett teknologiskt perspektiv Àr det viktigt att begripa hur de kan kontrolleras med hjÀlp av Äterkoppling, det vill sÀga möjligheten att mÀta ett system och sedan anvÀnda informationen för att styra det. Detta Àr en grundlÀggande princip bakom all modern teknik. I en studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters har ett forskarlag lyckats utveckla en ny ekvation som beskriver dynamiken hos ett allmÀnt Äterkopplat kvantsystem.

–  Återkoppling har spelat en stor roll i det moderna samhĂ€llets utveckling och kommer att vara en viktig del av framtida kvantteknologier. VĂ„rt resultat gör det möjligt att undersöka specifika Ă„terkopplade system, men ocksĂ„ studera fundamentala aspekter av kvantmekanik, sĂ€ger Björn Annby-Andersson, fysikforskare vid Lunds universitet och den som lett studien.

Tidigare metoder för att studera Äterkoppling i kvantsystem har varit begrÀnsade pÄ olika sÀtt och utgÄtt frÄn numeriska berÀkningar pÄ datorer. Dessa metoder ger vanligtvis kvantitativa resultat som Àr systemberoende. Det Àr dÀrför svÄrt att dra generella, kvalitativa slutsatser om just Äterkoppling.

– VĂ„r ekvation utvidgar dessa metoder och gör det möjligt att studera alla typer av Ă„terkoppling i kvantsystem. En styrka med vĂ„r metod Ă€r att den kan anvĂ€ndas för att utföra berĂ€kningar med penna och papper, i stĂ€llet för att göra datorsimuleringar, sĂ€ger Björn Annby-Andersson.

Vilka praktiska tillÀmpningar kan dÄ den nya ekvationen fÄ? Forskarna hoppas att den ska göra det möjligt att pÄ ett vassare sÀtt utforska Äterkopplade kvantsystem och pÄ sikt bli en av byggstenarna i utvecklingen av framtidens kvantteknologier. Eftersom det idag Àr svÄrt att förutspÄ exakt hur dessa teknologier kommer att pÄverka vÄr framtid Àr det för tidigt att sia om hur allmÀnheten kommer att pÄverkas av upptÀckten.

– PĂ„ sikt hoppas vi ekvationen kan bli anvĂ€ndbar i utvecklingen av framtidens kvantdatorer. I dagslĂ€get Ă€r den ett lovande verktyg för fundamentala undersökningar av kopplingen mellan energi och information, sĂ€ger Björn Annby-Andersson.

Förutom Lunds universitet har University of Maryland och University of Basel deltagit i arbetet.

Studien publiceras i tidskriften Physical Review Letters: ”Quantum Fokker-Planck Equation for Continuos Feedback Control”

För mer information, kontakta:

Björn Annby-Andersson, doktorand

Fysiska institutionen, Lunds universitet

070 63 19 675

bjorn.annby-andersson@teorfys.lu.se

Presskontakt:

Johan Joelsson

073 027 58 90

johan@joelssonjacobson.se