Un grupo de investigación conjunto dirigido por el profesor Jens Eisert de Freie Universität Berlin y Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ha mostrado una forma de simular las propiedades físicas cuánticas de sistemas complejos de estado sólido. Esto se hace con la ayuda de complejos sistemas de estado sólido que pueden estudiarse experimentalmente. El estudio fue publicado en la reconocida revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

"El objetivo real es una computadora cuántica robusta que genere resultados estables incluso cuando se produzcan errores y los corrija, "explica Jens Eisert, profesor de la Freie Universität Berlin y director de un grupo de investigación conjunto en HZB. Hasta aquí, el desarrollo de computadoras cuánticas robustas está todavía muy lejos, porque los bits cuánticos reaccionan de manera extremadamente sensible a las fluctuaciones más pequeñas en los parámetros ambientales.

Pero ahora un nuevo enfoque podría prometer éxito:dos postdoctorados del grupo de Jens Eisert, Maria Laura Baez y Marek Gluza han retomado una idea de Richard Feynman, un brillante físico estadounidense de la posguerra. Feynman había propuesto utilizar sistemas reales de átomos con sus propiedades físicas cuánticas para simular otros sistemas cuánticos. Estos sistemas cuánticos pueden consistir en átomos ensartados como perlas en una cuerda con propiedades especiales de giro, pero también podrían ser trampas de iones, Átomos de Rydberg, Qbits superconductores o átomos en redes ópticas. Lo que tienen en común es que se pueden crear y controlar en el laboratorio. Sus propiedades físicas cuánticas podrían usarse para predecir el comportamiento de otros sistemas cuánticos. Pero, ¿qué sistemas cuánticos serían buenos candidatos? ¿Hay alguna forma de averiguarlo por adelantado?

El equipo de Eisert ahora ha investigado esta cuestión utilizando una combinación de métodos matemáticos y numéricos. De hecho, el grupo demostró que el llamado factor de estructura dinámica de tales sistemas es una posible herramienta para hacer declaraciones sobre otros sistemas cuánticos. Este factor mapea indirectamente cómo se comportan los espines u otras cantidades cuánticas a lo largo del tiempo, se calcula mediante una transformación de Fourier.

"Este trabajo construye un puente entre dos mundos, "explica Jens Eisert." Por un lado, existe la Comunidad de Materia Condensada, que estudia los sistemas cuánticos y obtiene nuevos conocimientos de ellos, y por otro lado está la informática cuántica, que se ocupa de la información cuántica. Creemos que será posible un gran progreso si unimos los dos mundos, "dice el científico.