Desarrollan un simulador cuántico digital
Los fenómenos físicos se describen a menudo mediante ecuaciones demasiado complicadas de resolver sin asistencia, por lo que los físicos emplean simulaciones de modelos informáticos para tal fin. Esta metodología no se aplica a los sistemas cuánticos debido a la limitada capacidad de procesamiento de los ordenadores tradicionales. La cantidad de parámetros y ecuaciones que describen un estado cuántico y sus dinámicas crecen de forma exponencial en relación a la cantidad de partículas involucradas. Científicos dedicados al proyecto «Universal quantum simulation with trapped ions» (UQSI) estudiaron un método alternativo para los sistemas cuánticos. En concreto, construyeron un sistema cuántico extremadamente controlado capaz de ejecutar las simulaciones. Este simulador cuántico se basa en una cadena de seis iones de calcio. La descripción matemática del fenómeno a investigar se programa mediante una serie de pulsos de láser para ejecutar los cálculos cuánticos con iones. Los átomos de calcio eléctricamente atrapados y enfriados en extremo se utilizaron como portadores de bits cuánticos (qubits) que sirvieron para codificar el estado inicial del sistema a investigar. Sus dinámicas se aproximaron mediante una secuencia de cien puertas cuánticas. La evolución temporal completa de redes de partículas en interacción, modelos de magnetismo y que muestran dinámicas profusas se simuló de manera eficaz. Además se ofrece la posibilidad de programar el simulador cuántico de USQI para modelar cualquier tipo de sistema físico. Investigadores de la Academia Austríaca de las Ciencias en Innsbruck trabajan en la implementación de la nueva generación de simulaciones cuánticas sirviéndose de hasta cincuenta iones de calcio en el simulador de USQI. El trabajo de investigación realizado durante el proyecto USQI se publicó en Internet en la revista Science(se abrirá en una nueva ventana) y se presentó en varios congresos internacionales.
