Hoy en día, los sistemas cuánticos son cada vez más importantes para las innovaciones tecnológicas en el procesamiento de la información, la criptografía, la fotónica, la espintrónica y la computación de alto rendimiento. Están en constante interacción con su entorno, lo que influye en sus modos de funcionamiento en muchos aspectos. Físicos de la Universidad de Bayreuth, en cooperación con socios de las Universidades de Edimburgo y St. Andrews, han desarrollado un algoritmo novedoso para simular y calcular estas influencias. En Física de la Naturaleza presentan su descubrimiento, que es innovador para la comprensión de los sistemas cuánticos abiertos.

Los investigadores llaman a su algoritmo Compresión Automatizada de Entornos (ACE). "Con este desarrollo, hemos logrado un gran avance en la simulación de sistemas cuánticos. Esto se debe a que es extremadamente importante para las aplicaciones de alta tecnología de los sistemas cuánticos poder simular de manera realista las influencias ambientales. Esperamos que nuestro nuevo método conducirá a muchos conocimientos valiosos sobre los sistemas cuánticos tecnológicamente relevantes. Sin duda, también allanará el camino para el desarrollo de nuevos algoritmos cuánticos y para el control de los sistemas cuánticos", explica el Prof. Dr. Vollrath Martin Axt, quien dirigió el trabajo de investigación en el Universidad de Bayreuth.

El nuevo algoritmo se caracteriza por un alto grado de flexibilidad. A diferencia de muchos otros métodos, es capaz de describir varios efectos ambientales diferentes juntos a nivel microscópico, y hacerlo numéricamente de forma completa, sin tener que recurrir a aproximaciones al modelo que son comunes en las simulaciones de modelos de muchas partículas. El nuevo algoritmo también supera una serie de limitaciones a las que se enfrentaban los métodos anteriores para simular y calcular las influencias externas en los sistemas cuánticos. "ACE permite una gama prácticamente ilimitada de aplicaciones:se puede aplicar por igual a entornos bosónicos, fermiónicos o de espín. Las influencias de entornos gaussianos y no gaussianos, entornos lineales y no lineales, y entornos diagonales y no diagonales ahora pueden simularse igualmente con alta precisión", explica Axt. + Explora más

Las características físicas aumentan la eficiencia de las simulaciones cuánticas