En este trabajo, los investigadores utilizaron un enfoque cuántico específico de Monte Carlo llamado "método del bloque flotante" para calcular los núcleos atómicos correspondientes a dos hamiltonianos diferentes y cómo se superponen. Los hamiltonianos son descripciones matemáticas de la energía de un sistema cuántico. El estudio se publica en la revista Physical Review Letters. .

El estudio de los hamiltonianos permite a los científicos comprender cómo cambia un sistema cuántico con el tiempo. El método del bloque flotante hace posible realizar cálculos que antes eran imposibles para grandes sistemas cuánticos.

El método del bloque flotante permite a los investigadores utilizar simulaciones cuánticas de Monte Carlo para construir emuladores rápidos y precisos para sistemas cuánticos. Funciona calculando datos para varios valores de parámetros específicos diferentes:los valores que definen el sistema cuántico.

Estos datos de referencia permiten a los investigadores crear un emulador que predecirá con precisión los resultados de todos los valores de los parámetros en un rango específico. Este uso del método del bloque flotante y las simulaciones cuánticas de Monte Carlo tiene muchas aplicaciones potenciales. Por ejemplo, podría ayudar a los científicos que trabajan en computación cuántica.

Investigadores del Forschungszentrum Jülich, la Universidad de Bonn y el Fondo para Haces de Isótopos Raros de la Universidad Estatal de Michigan utilizaron el método del bloque flotante para calcular la superposición entre los estados energéticos de diferentes hamiltonianos mediante cálculos cuánticos de Monte Carlo.

Para calcular la superposición entre estados de energía, el método del bloque flotante utiliza una evolución temporal imaginaria (en contraposición a la de valor real) para dos hamiltonianos diferentes y reorganiza los bloques de tiempo en una secuencia gradual de cálculos. El proceso recuerda a un bloque de hielo que se desprende de una gran masa de hielo y flota en el mar.

La eficiencia computacional del método del bloque flotante es mucho mejor que otros enfoques, y la ventaja computacional crece aún más con el tamaño del sistema.