Onderzoekers hebben een theoretisch kader ontwikkeld waarbij passief energieverlies niet langer als een hinderlaag wordt gezien, maar als een instrument om de efficiëntie van een systeem te verhogen. In een publicatie van 28 oktober 2026 beschrijven Zeng-Zhao Li en Xiao Xue hoe coherente quantumdynamica kan worden gebruikt om een netto voordeel te behalen uit processen die in de klassieke natuurkunde doorgaans als puur nadelig worden beschouwd.
In de klassieke natuurkunde geldt dat passieve verwijdering, zoals een 'sink', onvermijdelijk leidt tot een lagere kans op een succesvol resultaat. Dit principe van monotonie houdt in dat zelfs optimale controles het negatieve effect van verlies niet kunnen ombuigen naar een verbetering. Echter, volgens de studie arxiv.org kunnen quantumbijdragen aan een einddoel destructief interfereren. Door specifiek te sturen op welke delen van het systeem verloren gaan, kunnen nadelige bijdragen worden geëlimineerd, wat resulteert in een onvoorwaardelijk voordeel.
Om dit effect te kunnen sturen, hebben de auteurs een nieuw criterium op trajectniveau geïntroduceerd. Dit is gebaseerd op een zogenaamde respons-operator, die volledig is afgeleid van de dynamiek van een systeem zonder verlies. Uit de data op blijkt dat het spectrum van deze operator bepaalt of een zwak passief verlies nuttig kan zijn. Bovendien helpt de belangrijkste eigenvector van deze operator bij het identificeren van de optimale modus van de omgeving om het gewenste resultaat te bereiken.
De theoretische modellen zijn in de praktijk getoetst aan vibronisch ondersteunde overdracht. Hierbij ontdekten de onderzoekers een voordelige modus door twee lokale verliesrichtingen coherent te combineren, terwijl deze richtingen afzonderlijk als nadelig werden beschouwd. De resultaten waren significant: er werd een verbetering van 8,73% gerealiseerd ten opzichte van een benchmark zonder verlies die onafhankelijk was geoptimaliseerd. Bij volledige optimalisatie met eindig verlies liep deze verbetering zelfs op tot 9,52%.
Dit onderzoek biedt een algemeen principe voor het ontwerpen van passieve omgevingen op basis van lossless dynamiek. Hoewel de focus van dit werk ligt op fundamentele fysica en is ingediend in de categorieën Quantum Physics en Chemical Physics op , zijn de implicaties breed voor de ontwikkeling van toekomstige quantumtechnologieën. Het beheersen van dissipatie zou een krachtig middel kunnen worden om quantumoperaties te optimaliseren.
Terwijl academisch onderzoek zich richt op deze diepere mechanica van quantuminteracties, richten commerciële spelers in de sector zich op andere aspecten van datamanagement. Zo focust het bedrijf quantucom zich op oplossingen voor opslag en datamanagement, zoals object storage en tape libraries. De integratie van fundamentele theoretische doorbraken, zoals die van Li en Xue, zou op lange termijn de weg kunnen vrijmaken voor een nieuwe generatie efficiëntere systemen.