Coherencia y sincronización en redes cuánticas complejas
28 de Noviembre de 2018
El transporte y almacenamiento de información cuántica tanto dentro de redes cuánticas complejas como a través de ellas se ve afectado de manera crucial por la presencia de ruido inducido por su entorno. La interacción con el entorno deteriora las propiedades cuánticas presentes inicialmente, siendo esto importante tanto para el diseño de redes de comunicación cuántica como para la comprensión y el control de la captación de la luz en sistemas cuánticos complejos. Un equipo liderado por investigadores del IFISC (UIB-CSIC) ha predicho que esas redes complejas pueden albergar modos protegidos del entorno.
En el artículo, publicado en Quantum Information, se muestra que las redes cuánticas complejas, tanto las aleatorias como las de mundos pequeños, pueden admitir vibraciones localizadas no perturbadas por la disipación colectiva. Basándose en los resultados en sistemas ordenados con simetrías en la interacción del sistema y el entorno, los científicos han extendido ese enfoque a redes complejas. Dependiendo de las características topológicas de la red, varía la abundancia con la que algunas unidades del sistema quedan perfectamente protegidas de la influencia negativa del entorno. Con la topología adecuada y un grado de similitud suficientemente alto se puede conseguir que estos estados estén libres de decoherencia (cuando un sistema físico deja de exhibir efectos cuánticos y pasa a exhibir un comportamiento de física clásica) durante largos periodos. Además, predice la emergencia de sincronización cuántica entre los nodos de la red en un modelo para la interacción con el entorno en el que todos los nodos disipan en un entorno común. Así, los investigadores han podido caracterizar las vibraciones en el sistema que son inmunes a la disipación usando métodos numéricos y analíticos cuando resultaba posible.
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
