Se trata de un resultado muy relevante para la física cuántica

Un nuevo método de “destilación cuántica” permite medir la coherencia de cualquier estado cuántico

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Investigadores de la UAB han ideado un método que permite medir el grado de coherencia de un estado cuántico de superposición, como el estado del famoso gato de Schrödinger que se encuentra vivo y muerto a la vez. Por primera vez, el método se puede utilizar para cualquier estado cuántico de superposición.

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UAB / Un principio fundamental de la mecánica cuántica es la superposición de estados. Sistemas que están en varios estados a la vez, “vivos y muertos” al mismo tiempo como el famoso gato de Schrödinger, hasta que nadie realiza una medida y el sistema se decanta por una de las opciones. Mientras dura la superposición se dice que el sistema está en un estado coherente. En los sistemas reales, conjuntos de varias partículas elementales o átomos que se encuentran en estados de superposición de, por ejemplo, varias posiciones a la vez, diferentes niveles de energía, o con el espin (giro de rotación cuántico) apuntando en un sentido y en el contrario, la coherencia es frágil: la superposición se rompe fácilmente por las vibraciones asociadas a la temperatura y por las interacciones con el entorno.

Los investigadores han obtenido fórmulas simples para calcular la cantidad de “coherencia pura” que hay en un estado cuántico determinado

Los investigadores del Departamento de Física de la UAB Andreas Winter y Dong Yang proponen en un artículo científico, por primera vez, una manera de medir cómo es de robusta la coherencia cuántica de un estado de superposición, sea el que sea este estado. Los investigadores han obtenido fórmulas simples para calcular la cantidad de “coherencia pura” que hay en un estado cuántico determinado, sólo respondiendo un par de cuestiones fundamentales: con qué eficiencia se puede transformar el estado en “coherencia pura”, y cómo es de eficiente el proceso inverso.

“En primer lugar se trata de destilar el estado cuántico. Ver qué parte de coherencia pura se puede extraer de él” explica Andreas Winter, para después “volver a crear un estado con ‘ruido’ de forma que la coherencia se disuelva”. El proceso de destilación y disolución permite medir cómo de robusta era la coherencia del estado inicial de superposición con experimentos que se pueden hacer a medida para cada caso particular. Se trata de un resultado muy relevante para la física cuántica dado que “tradicionalmente, para medir el grado de coherencia de un estado de superposición era necesario poder medir intensidades de franjas de interferencia, ligadas a determinados experimentos”, destaca Winter. “Nuestro método, en cambio, permite adaptar el experimento a cada estado de forma que la coherencia cuántica se manifiesta mejor”.

La investigación, desarrollada por los investigadores del Grupo de Información y Fenómenos Cuánticos del Departamento de Física de la UAB Andreas Winter, investigador ICREA, y Dong Yang, también adscrito al Laboratory for Quantum Information de la Jiliang University Hangzhou, en Zhejiang (China), se ha publicado en la última edición de la revista Physical Review Letters.

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Referencia:

Operational Resource Theory of Coherence, Andreas Winter and Dong Yang, Phys. Rev. Lett. 116, 120404.http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.120404

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