Este trabajo presenta una reinterpretación conceptual del proceso de observación en sistemas cuánticos entrelazados, enfatizando el papel de la interacción física entre el sistema, el dispositivo de medición y el entorno. Sin cuestionar la validez experimental del entrelazamiento cuántico, las desigualdades de Bell ni la no localidad, se propone analizar la observación desde la perspectiva de la decoherencia ambiental y de las inevitables interacciones energéticas presentes en cualquier sistema físico. El artículo discute las limitaciones prácticas del aislamiento perfecto a grandes escalas espaciales y plantea un marco interpretativo que conecta la mecánica cuántica con las inquietudes filosóficas históricas de Einstein, sin recurrir a explicaciones basadas en la conciencia ni proponer transmisión superluminal de información.
Este trabajo presenta una reinterpretación conceptual del proceso de observación en sistemas cuánticos entrelazados, enfatizando el papel de la interacción física entre el sistema, el dispositivo de medición y el entorno. Sin cuestionar la validez experimental del entrelazamiento cuántico, las desigualdades de Bell ni la no localidad, se propone analizar la observación desde la perspectiva de la decoherencia ambiental y de las inevitables interacciones energéticas presentes en cualquier sistema físico. El artículo discute las limitaciones prácticas del aislamiento perfecto a grandes escalas espaciales y plantea un marco interpretativo que conecta la mecánica cuántica con las inquietudes filosóficas históricas de Einstein, sin recurrir a explicaciones basadas en la conciencia ni proponer transmisión superluminal de información.
En este trabajo de tesis se apunta a desarrollar herramientas que posibiliten la descripción de sistemas físicos de interés en información cuántica. El marco teórico de las investigaciones está dado por la teoría de la información, la mecánica cuántica y la geometría diferencial. Las investigaciones propuestas están principalmente vinculadas al interés en la naturaleza de los objetos y procesos coherentes en física, en particular focalizado en la noción de coherencia cuántica. La coherencia cuántica en sistema de muchos cuerpos representa la esencia del entrelazamiento y es un ingrediente indispensable para una multitud de fenómenos físicos en óptica cuántica, información cuántica, física de estado sólido y termodinámica a bajas temperaturas. Los estados entrelazados y el fenómeno de coherencia juegan un rol central en las ciencias de la información cuántica, cuyo desarrollo en los últimos años ha alcanzado gran relevancia a nivel global y constituye uno de los temas prioritarios de estudio en centros de investigación destacados de todo el mundo. En escenarios realistas, tales como sistemas cuánticos abiertos, la coherencia es afectada por el ruido ambiente, de acuerdo al fenómeno de decoherencia; la descripción de procesos físicos de decoherencia es un área de estudio muy activa. Para el estudio de procesos coherentes en sistemas cuánticos resulta fundamental contar con medidas apropiadas que permitan cuantificar el grado de coherencia. Se han establecido algunas propiedades que tales medidas deberían satisfacer, notando que la caracterización cuantitativa de coherencia necesita aún atención y un análisis más exhaustivo y amplio. Los objetivos específicos son explorar cuantificadores alternativos de coherencia utilizando medidas de información, lograr caracterizarla en el marco de la teoría de recursos mediante la propiedad de mayorización y avanzar sobre formulaciones geométricas y entrópicas del principio de incerteza desarrolladas por el grupo, estudiando su conexión con la coherencia cuántica.
En el presente trabajo se aborda un estudio general de la decoherencia cuántica, entendiendo por general que no se centra en el análisis de un modelo particular. El estudio de la decoherencia ha adquirido, recientemente, una gran importancia en la computación cuántica, donde el fenómeno de la decoherencia representa un gran obstáculo para implementación de hardware para procesamiento de la información. Por otro lado, la decoherencia juega un papel esencial en el límite clásico y en la emergencia del comportamiento clásico en sistemas cuánticos. Por este motivo la comprensión del fenómeno de la decoherencia y el desarrollo de formalismos matemáticos para estudiarla son esenciales. De acuerdo con los trabajos de Zurek et al., la decoherencia es un proceso que resulta de la interacción entre un sistema cuántico abierto y su ambiente (EID). Este proceso determina cuál es la base privilegiada, que define los observables que adquieren características clásicas y pueden interpretarse como propiedades que obedecen a la lógica booleana. Recientemente Castagnino et al señalaron la conveniencia de tomar en cuenta tres aspectos de la teoría: (i) la posibilidad de estudiar la decoherencia de sistemas cerrados (sin ambiente), (ii) el criterio para determinar cuál es el subsistema que decohere, y (iii) el cálculo de la base privilegiada móvil. Por otro lado, en la bibliografía se encuentran otros enfoques para describir tanto la decoherencia como la relajación de los sistemas cuánticos. Tal es el caso de los trabajos de Castagnino et al., según el cual la relajación es un proceso que resulta de la elección de los observables que tienen relevancia física en un sistema cerrado (SID), y que define los observables que adquieren características clásicas y pueden interpretarse como propiedades que obedecen a la lógica booleana. La existencia de ambos enfoques aporta puntos de vista distintos acerca de los fenómenos físicos de la decoherencia y de la relajación. En esta tesis se presenta una perspectiva basada en valores medios, que cambia el foco de interés del operador de estado a los valores medios. Dicha perspectiva da lugar a un esquema general que unifica los enfoques anteriores de decoherencia y relajación, sobre el cual se espera seguir trabajando para la incorporación de otros enfoques. Esta perspectiva, además, permite reconsiderar los tres aspectos señalados anteriormente: (i) incorpora el estudio de sistemas sin ambiente, (ii) explicita el carácter relativo de la decoherencia respecto de la elección de los observables relevantes y permite definir al "mundo" clásico emergente como un conjunto de observables, y (iii) provee caracterizaciones alternativas del tiempo de decoherencia y de la base privilegiada móvil. Por otro lado, se presentan aportes de naturaleza técnica sobre aspectos de la decoherencia, en particular se propone una técnica que permite calcular los tiempos de decoherencia y relajación a partir de la extensión analítica de funciones que dependen del Hamiltoniano.
El experimento EPR surge en 1935, el articulo original propuesto por Einstein, Podolsky y Rosen, se plantea un experimento hipotetico en el cual se propone que se tienen dos sistemas, los cuales interactuan durante algun tiempo, y luego, estos se separan una distancia arbitraria que puede ser suficientemente grande, se dice que se puede calcular el estado del sistema combinado en cualquier momento subsiguiente, haciendo uso de la ecuacion de schrodinger, sin embargo no se puede calcular el estado en el que cualquiera de los dos sistemas queda despues de esta interaccion, ahora, despues de dos mediciones que se realizan sobre el primer sistema se observa que el segundo sistema puede quedar en estados sobre funciones de onda diferentes; por lo tanto, midiendo cualquier cantidad del sistema, se logra predecir con certeza, y sin de ninguna manera perturbar el segundo sistema el valor de otra cantidad; haciendo uso de esta propiedad en 1997 se logra lo que se le ha dado a llamar el teletransporte cuantico de fotones, que no esta basado en otra cosa mas alla que el entrelazamiento entre particulas. Este documento mostrara, en principio, los antecedentes correspondientes del entrelazamiento cuantico, retomando la interpretacion que se le da al articulo de Eintein, Podolsky y Rosen, por parte de D. Bohm el cual sera el incentivo de J. Bell, para presentar lo que se conoce ahora como las Desigualdades de Bell, y ademas afianzara las bases del experimento fisico realizado por A. Aspect; se mencionaran algunas aplicaciones del entrelazamiento cuantico a nivel tecnologico, al igual de como en otras ocasiones ya se ha intentado ensenar la mecanica cuantica a partir de conceptos de la misma y sus aplicaciones, y por ultimo se realizara un despliegue teorico del fenomeno sentado bajo los postulados de la mecanica cuantica aplicados a sistemas de dos estados.
A escala humana, nos encontramos inmersos en un mundo puramente clásico, donde las ecuaciones de movimiento y trayectorias se pueden controlar y predecir de manera determinista.Sin embargo, este mundo tangible y ordenado deriva de, a priori, el caos de la física cuántica y la estadística.¿Cómo puede evolucionar un sistema cuántico a los sistemas clásicos que acostumbramos a ver en nuestro día a día?Una de las explicaciones más aceptadas en la actualidad es el fenómeno conocido como decoherencia cuántica.En este trabajo nos dedicaremos a estudiar este fenómeno, deduciendo y aplicando la ecuación maestra de evolución temporal para resolver distintos sistemas cuánticos: oscilador armónico, sistema atómico de dos niveles y dos osciladores armónicos acoplados.Todos ellos inmersos en un baño que interactúa con los sistemas pequeños y que origina el fenómeno de decoherencia.Analizaremos la evolución de los elementos del operador densidad de los sistemas mencionados, es decir, se estudiará la evolución de las poblaciones (elementos diagonales) y las coherencias (elementos no diagonales).Éstas últimas son las responsables de la pérdida de las propiedades cuánticas del sistema.
Esta tesis analiza la pérdida de coherencia de un sistema cuántico acoplado a un ambiente con dinámica propia, enfocando el estudio en los efectos relacionados con la presencia o ausencia de correlaciones espaciales y temporales en el ambiente. En una primera parte se considera un modelo de decoherencia por cadenas de espines, prestando especial atención a las consecuencias de una transición de fase del entorno. En la segunda parte se proponen experiencias de decoherencia controlada utilizando iones atrapados. En ambas partes, los modelos examinados permiten explorar los efectos de la localidad del acoplamiento entre sistema y entorno, y la evolución del entrelazamiento entre subsistemas en relación con las características del ambiente.
en el presente artículo se presenta una reflexión en torno a los conceptos de estado y principio de superposición desde el contexto clásico y cuántico. Se resaltan las estrategias y nociones que utilizan los pensadores para la explicación de los fenómenos a nivel atómico; explicación que esta soportada por una formalización que el sujeto hace y por una imagen como soporte de su elaboración. Además, el proceso de formalización se caracteriza por la construcción de relaciones que dan cuenta del sistema. En este sentido, se dan ejemplos que permiten conceptualizar la noción de estado y el principio de superposición dentro de los dos contextos ya que estos juegan un papel fundamental en el formalismo de toda teoría física. El abordar este análisis permite aportar elementos para la enseñanza de la mecánica cuántica en ingeniería dando la posibilidad de desarrollar una práctica pedagógica y didáctica diferente a la usual.