Físicos de nuestro Plantel presenta nueva teoría hacia la computación cuántica

El equipo compuesto por el académico del Departamento de Física de U. de Santiago e investigador del Instituto Milenio de Óptica MIRO, el Dr. Felipe Herrera junto al investigador postdoctoral del Departamento de Física Usach, el Dr. Johan Triana, presentaron la nueva teoría de avance a la computación cuántica en la última edición de la revista Nature Communications.

“La computación cuántica se implementa a través de qubits, los cuales poseen una de las características principales de la mecánica cuántica, la superposición de estados, en donde los estados 1 y 0 pueden existir simultáneamente. Contrario al caso de la computación actual donde solo se puede tener un solo valor, 1 o 0. En otras palabras, como si un ser vivo estuviera tanto vivo y muerto a la vez, como lo explica la paradoja del gato de Schrödinger”.

Así es cómo lo define el investigador postdoctoral del Departamento de Física de la U. de Santiago, el Dr. Johan Triana, que en conjunto con el académico del Departamento de Física de nuestro Plantel,  Dr. Felipe Herrera, desarrollaron un trabajo publicado en la última edición de la revista Nature Communications de una nueva teoría que marca un avance hacia la computación cuántica.

“Creamos una nueva teoría o modelo matemático que identifica las propiedades internas y/o la localización energética de los estados en un sistema híbrido compuesto por materia y luz. La importancia se encuentra en que los niveles de energía encontrados en el sistema son los que se podrían considerar en un futuro, como el 1 y 0 del qubit”, indicó el Dr. Johan Triana.

El modelo, que instala la interacción entre la luz y materia en cavidades que confinan radiación infrarroja, se formó en un proceso de trabajo que tomó entre cuatro a cinco meses y que también contó con la participación del investigador postdoctoral, Federico Hernández, del Departamento de Química de la Queen Mary University of London.

“El equipo de investigación del trabajo está dividido en dos partes. El experimental, que es un grupo de investigación del Departamento de Química en el Naval Research Laboratory en Estados Unidos, quienes llevaron a cabo una serie de experimentos con el objetivo de identificar las propiedades de un sistema cuántico acoplado, que consiste en la luz infrarroja confinada en una cavidad y la vibración de enlaces químicos seleccionados en moléculas disueltas en fase liquida. Y, por otro lado, el equipo teórico, compuesto por tres personas dentro de mi grupo en el Departamento de Física de la Usach”, explicó el Dr. Felipe Herrera.

“Nosotros desarrollamos la teoría o modelo del sistema y luego, en un evento científico a finales de 2019, nos contactamos con el grupo experimental. Ellos tenían resultados experimentales que no podían explicar, y al ver nuestro modelo compartieron sus datos con nosotros para aplicarlos en nuestro modelo. Este es bastante preciso para describir el comportamiento del sistema de moléculas en fase liquida dentro de cavidades infrarrojas”, agregó el académico de la U. de Santiago.

El Dr. Johan Triana destacó el gran trabajo detrás de esta investigación, que tiene una línea muy reciente y de constante desarrollo, con cada vez más grupos alrededor de todo el mundo, que continúan proponiendo nuevos desafíos de investigación.

“A diferencia de los sistemas implementados en los computadores cuánticos de las grandes empresas, los cuales requieren de sistemas de refrigeración bastante complejos, este avance es de gran utilidad dado que este tipo de sistemas híbridos preservan las coherencias cuánticas requeridas en el procesamiento de la información cuántica a temperatura ambiente. Es bastante importante para el desarrollo de la física en nuestro país, ya que toda la teoría fue desarrollada 100% en Chile y en la Universidad de Santiago”, concluyó.

Autor: María José Sandoval
Fotografía: Cedida