Qubits superconductores : coherencia y decoherencia

Torres, Anyel

La Mecanica Cuantica postula que la superposicion y el entrelazamiento se destruyen por la interaccion termica (decoherencia) a temperaturas biologicas (≈ 310 K). Este hecho ha sido el mayor obstaculopara la Hipotesis de la Conciencia Cuantica. Presentamos la Teorıa dela Coherencia Biologica Aumentada (TCBA), la cual postula que lasestructuras neuronales han evolucionado para contrarrestar la decoherencia de forma pasiva, habilitando el procesamiento exponencial en elcerebro

Frank K. Wilhelm, M. J. Storcz, Udo Hartmann +1 more

Gianluigi Catelani

Johann Sebastián Roa Amorocho

Investigamos la decoherencia de un centro nitrógeno-vacancia (NV) en el diamante debido al baño mesoscópico de 13C en las próximas esferas de coordinación. Para ello, se hace un estudio sobre la teoría que conforma al NV, analizando las propiedades que lo distinguen como excelente candidato a computador cuántico. Se estudia el modelo spin central Heisenberg XY uniforme con el cual se demuestra propiedades que tiene el tamaño del baño y el tiempo sobre la decoherencia. Posterior se hace un estudio riguroso sobre el método estocástico conformado por saltos estocásticos y evolución unitaria (PDP) y se comprueba su exactitud sobre el modelo previamente estudiado. Finalmente, se aplica este método sobre el sistema NV. Se encuentra que la decoherencia depende directamente sobre el número de núcleos adyacentes, dando tiempos de coherencia menores entre el numero de estos es mayor en una misma esfera de coordinación. Se encuentra además que la decoherencia tiene que ser estudiada con los términos isotrópicos y dipolares, por lo cual las aproximaciones no son válidas en estas esferas de coordinación. La presencia de un campo magnético tiene distintos efectos sobre la coherencia, marcando una distinción de campos grandes, intermedios y pequeños, cada uno mostrando efectos distintos en la evolución de la coherencia. Las posiciones de los núcleos pueden llevar a dar tiempos de coherencia menores para la quinta esfera de coordinación que para la tercera. Los resultados obtenidos pueden ser usados para contrarrestar efectos de decoherencia en sitios donde el NV pueda ser usado como registrador cuántico.

Yanet Alvarez, M. Portesi, Martín Bosyk

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.

Matthias Steffen, Antonio D. Corcoles, Jerry M. Chow +8 more