28 травня 2024 року в Інституті теоретичної фізики (ІТФ) ім. М.М. Боголюбова НАН України відбувся Третій шведсько-український семінар з теоретичної фізики.
Захід пройшов у змішаному форматі (онлайн і офлайн) в рамках ініціативи Європейського фізичного товариства, присвяченої посиленню наукових звʼязків з українськими фізиками.
Тематика семінару була присвячена фізичним основам сучасних квантових технологій.
Від шведської сторони з доповідями виступили Ян-Аке Ларссон (Jan-Åke Larsson) з університету Лінчопінга (Linköping University) та Фабіо Коста (Fabio Costa) з Університету Стокгольму (Stockholm University), від України – Андрій Семенов (ІТФ ім. М.М. Боголюбова НАН України, м. Київ), Христина Гнатенко (Національний університет імені Івана Франка, м. Львів) та Сергій Шевченко (Фізико-технічний інститут низьких температур ім Б.І. Вєркіна НАН України, м. Харків).
На семінарі були обговорені питання теорії стохастичних квантових процесів, квантових обчислень та їх застосувань до вивчення спінових систем, виявлення квантових властивостей оптичного випромінювання в реалістичних експериментальних умовах та інші.
У своїй лекції Ян-Аке Ларссон наголосив, що сьогодні квантові компʼютери є рушійною силою досліджень як в академічній науці, так і у промисловості. І тут дуже важливою задачею є визначення того, які квантові ресурси є необхідними для квантових обчислень. Розвинутий ним підхід базується на використанні не лише традиційних ресурсів, таких як суперпозиція, інтерференція, нелокальність, неперервність простору-часу та інші, а й розширенні класичних систем обробки інформації за рахунок додаткових ступенів вільності, які зазвичай присутні лише в квантово-механічних системах.
 Під час лекції Ян-Аке Ларссона (Jan-Åke Larsson) з університету Лінчопінга (Linköping University) |
Фабіо Коста розповів про немарковські відкриті квантові системи, які за наявності кореляцій з оточенням не можуть описуватися в стандартних рамках часової еволюції, адже квантові вимірювання неминуче збурюють систему. Натомість він запропонував підхід на основі квантових каузальних структур, в рамках якого відкрита система описується як багаточасовий процес, що визначає всю і лише ту інформацію, яка може бути отримана шляхом пробних вимірювань.
Андрій Семенов розповів про оптичну некласичність та нелокальність Белла, які є одними із головних квантових ресурсів, що використовуються у різноманітних квантових технологіях та фундаментальних дослідженнях, а також про досягнення у розвитку теорії реалістичного фотодетектування, що є актуальною задачею сучасності. Він розповів про фізичні нерівності, які можуть демонструвати некласичні та нелокальні квантові властивості світла на основі навіть неідеальних, інформаційно-неповних вимірювань, зумовлених, зокрема, недосконалістю реальних вимірювальних приладів.
Христина Гнатенко доповіла про алгоритм характеристики енергетичних рівнів спінових систем, який базується на вивченні пробного спіну у квантовому приладі. Цей алгоритм було реалізовано на реальних квантових комп’ютерах для визначення енергетичних рівнів таких спінових систем, як спін у магнітному полі, модель Ізінга на квадратній ґратці, спіновий ланцюжок. Він є стійкий до шумів та перспективний для розвитку багатокубітних квантових приладів. Окрім того, на основі вивчення в рамках моделі Ізінга квантових станів спінових систем, які можуть описуватися як квантові графи, нею запропоновано квантовий протокол для визначення геометричних властивостей таких графів, який було реалізовано на квантових процесорах.
 Христина Гнатенко (Львівський національний університет імені Івана Франка) під час своєї лекції |
Сергій Шевченко поділився результатами вивчення сильно керованої дисипативної системи, що складається із кубіта та моди квантового резонатора при їхньому сильному звʼязку, та розповів про двотонову спектроскопію і побудову інтерферограм. Він також розповів про так звані переходи Ландау-Зеннера-Штукельберга, які багато хто і досі називає переходами Ландау-Зеннера, незважаючи на те, що першим їх описав італійський вчений Етторе Майорана. У тому ж році була надрукована обширна робота Штукельберга, в якій була отримана аналогічна формула для переходів. Хоча цій теорії вже майже сто років, вона і нині актуальна, зокрема, в контексті багатофотонної інтерференції та теорії дисипативного квантового хаосу.
 Сергій Шевченко (Фізико-технічний інститут низьких температур ім Б.І. Вєркіна НАН України, м. Харків) під час своєї лекції |
Доповіді викликали жваві дискусії серед учасників семінару. Науковці висловили намір присвятити цим та повʼязаним із ними проблемам ще одне засідання.
Більш докладно з програмою семінару та тезами доповідей можна ознайомитися
за посиланням. За інформацією Інституту теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова НАН України