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    Cuantificar la cuántica:un proyecto matemático de inmensa belleza

    Constelaciones de Majorana de algunos de los estados más cuánticos en varias dimensiones. Crédito:Luis L. Sánchez Soto

    Objetos grandes como pelotas de béisbol, vehículos y planetas, comportarse de acuerdo con las leyes clásicas de la mecánica formuladas por Sir Isaac Newton. Pequeños, como átomos y partículas subatómicas, se rigen por la mecánica cuántica, donde un objeto puede comportarse como una onda y una partícula.

    El límite entre los reinos clásico y cuántico siempre ha sido de gran interés. Investigación reportada en Ciencia cuántica AVS , considera la cuestión de qué hace que algo sea "más cuántico" que otro:¿hay alguna manera de caracterizar la "cuántica"? Los autores informan que han encontrado una manera de hacer precisamente eso.

    El grado de cuántica es importante para aplicaciones como la computación cuántica y la detección cuántica, que ofrecen ventajas que no se encuentran en sus contrapartes clásicas. Comprender estas ventajas requiere, Sucesivamente, una comprensión del grado de cuántica de los sistemas físicos involucrados.

    En lugar de proponer una escala cuyos valores estarían asociados con el grado de cuántica, los autores de este estudio analizan los extremos, es decir, aquellos estados que son los más cuánticos o los menos cuánticos. El autor Luis Sánchez-Soto dijo que la idea del estudio surgió de una pregunta planteada en una reunión científica.

    "Estaba dando un seminario sobre este tema cuando alguien me hizo la pregunta:'Ustedes en óptica cuántica siempre hablan sobre los estados más clásicos, pero ¿qué pasa con la mayoría de los estados cuánticos? '”, dijo.

    Durante mucho tiempo se ha entendido que los llamados estados coherentes pueden describirse como cuasi-clásicos. Ocurren estados coherentes, por ejemplo, en un láser, donde la luz de múltiples fuentes de fotones está en fase, lo que las convierte en el menor cuanto de estados.

    Un sistema cuántico a menudo se puede representar matemáticamente mediante puntos en una esfera. Este tipo de representación se llama constelación de Majorana, y para estados coherentes, la constelación es simplemente un solo punto. Dado que estos son el menor cuanto de estados, los más cuánticos tendrían constelaciones que cubren una mayor parte de la esfera.

    Los investigadores analizaron varias formas en que otros científicos han explorado la cuántica y consideraron la constelación de Majorana para cada forma. Luego preguntaron cuál es el conjunto de puntos distribuidos más uniformemente en una esfera para este enfoque.

    Como Sánchez-Soto y sus colegas consideraron la cuestión de la cuántica, se dieron cuenta de que era un proyecto matemático "de inmensa belleza, "además de ser útil.


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