Когерентное управление кубитом свободно от ловушек

В настоящее время растет интерес к изучению задач оптимального управления атомными и молекулярными системами с квантовой динамикой, т.е. квантовыми системами. Ловушками в задаче управления называются управления, которые оптимальны только локально, а не глобально. Если ловушки в конкретной задаче существуют, они могут быть препятствиями для поиска глобально оптимальных управлений в численных и лабораторных экспериментах. Данное обстоятельство определяет важность исследования вопроса о наличии либо отсутствии ловушек. В статье доказано, что для широкого класса задач управления двухуровневыми квантовыми системами все локально оптимальные управления являются также глобально оптимальными. Таким образом, доказано, что двухуровневые системы свободны от ловушек для широкого класса задач управления. В частности, свободны от ловушек такие фундаментальные задачи управления кубитом – двухуровневой квантовой системой, являющейся основным элементом для квантовых вычислений, – как приготовление квантовых состояний и генерация квантовых вентилей.