Coherència i sincronització en xarxes quàntiques complexes
28 de novembre de 2018
El transport i emmagatzematge d'informació quàntica tant dins de xarxes quàntiques complexes com a través d'elles es veu afectat de manera crucial per la presència de soroll induït pel seu entorn. La interacció amb l'entorn deteriora les propietats quàntiques presents inicialment i això és important tant per al disseny de xarxes de comunicació quàntica com per a la comprensió i el control de la captació de la llum en sistemes quàntics complexos. Un equip liderat per investigadors del IFISC (UIB-CSIC) ha predit que aquestes xarxes complexes poden albergar maneres protegides de l'entorn.
En l'article, publicat en Quàntum Information, es mostra que les xarxes quàntiques complexes, tant les aleatòries com les de mons petits, poden admetre vibracions localitzades no pertorbades per la dissipació col·lectiva. Basant-se en els resultats en sistemes ordenats amb simetries en la interacció del sistema i l'entorn, els científics han estès aquest enfocament a xarxes complexes. Depenent de les característiques topològiques de la xarxa, varia l'abundància amb la qual algunes unitats del sistema queden perfectament protegides de la influència negativa de l'entorn. Amb la topologia adequada i un grau de similitud suficientment alt es pot aconseguir que aquests estats estiguin lliures de decoherència (quan un sistema físic deixa d'exhibir efectes quàntics i pasa a exhibir un comportament de física clàssica) durant llargs períodes. A més, prediu l'emergència de sincronització quàntica entre els nodes de la xarxa en un model per a la interacció amb l'entorn en el qual tots els nodes dissipen en un entorn comú. Així, els investigadors han pogut caracteritzar les vibracions en el sistema que són immunes a la dissipació usant mètodes numèrics i analítics quan resultava possible.
Albert Cabot, Fernando Galve, Víctor M. Eguíluz, Konstantin Klemm, Sabrina Maniscalco and Roberta Zambrini. Unveiling noises clusters in complex quantum networks. Quantum Information. DOI: 10.1038/s41534-018-0108-9
