实施量子技术的基石之一是创建和操纵可以优化量子设备性能的外部场形状。这种方法被称为量子最优控制，是近年来迅速发展和扩张的一个领域。

最近，一篇发表在《EPJ Quantum Technology》上的新综述文章由达勒姆复杂量子系统中心的Christiane P. Koch和柏林自由大学的Fachbereich Physik以及其来自欧洲的同事联合撰写，他们一起评估了在理解量子系统的可控制性以及量子控制在量子技术中的应用方面的最新进展。因此，他们还展示了未来技术的潜在路线图。

虽然量子最优控制建立在包含应用数学、工程学和物理学接口的传统控制理论之上，但它还必须考虑量子物理学的怪异和反直觉的性质。

这包括量子叠加，即一个量子系统可以同时以多种状态存在的概念，这是依赖于量子比特的计算机拥有高级计算能力的关键之一。

如果技术发展到后期，量子优化控制的主要目标将是使新兴的量子技术以最佳的性能运行并达到物理上存在的极限。

Koch说：“每种设备架构都有特定的限制，但这些限制通常无法通过传统的设备操作方式来实现。利用形状脉冲可能会在精度或操作速度方面将设备推向极限，这在本质上是可能的。”

这篇综述文章的作者考虑了该学科的一些特殊因素，包括在不导致这种叠加崩溃的情况下，可以在多大程度上去建立、控制和观察量子系统。这种崩溃的出现严重阻碍了量子计算机的稳定性。

该文章还表明，正如传统工程师有一个可以依赖的控制理论框架一样，未来“量子工程师”的培训可能也需要一个尚未开发的类似框架。

将理论与实验相结合的量子系统是该领域当前的研究目标之一，作者指出这也将成为开发最优控制策略的基础。

除了评估实现这一目标的最新进展外，该团队还列出了该领域可能面临的一些障碍。如果要实现量子技术的未来，就需要克服这些障碍。（编译:Qtech）