Un físico brasileño arriba a una solución analítica para la "discordia cuántica"

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Agência FAPESP* –Por José Tadeu Arantes
Agência FAPESP – Felipe Fanchini, docente del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la ciudad de Bauru (en São Paulo, Brasil), arribó a una solución analítica de la denominada “discordia cuántica”. Es un logro importante, pues, pese a todos los esfuerzos realizados por la comunidad científica durante la última década, no existe una solución analítica exacta para este problema, aun en el caso de los sistemas más sencillos posibles, aquéllos constituidos por dos bits cuánticos.
El trabajo de Fanchini, realizado en colaboración con científicos chinos, salió publicado en la revista Scientific Reports, del grupo Nature: Quantum Discord for d⊗2 Systems. “Nuestro resultado analítico diverge del valor exacto por un factor de apenas 0,0001 en promedio”, declaró Fanchini a Agência FAPESP.
El artículo, el segundo que publica Fanchini en Scientific Reports en los últimos seis meses, es el resultado del proyecto de investigación intitulado “Estudio de las correlaciones cuánticas en sistemas cuánticos abiertos”, apoyado por la FAPESP. El artículo anterior fue también noticia en Agência FAPESP.
La “discordia cuántica” es un concepto que se aplica a toda y cualquier correlación existente entre partículas o conjuntos de partículas que esté en desacuerdo con las leyes de la física clásica, de allí la palabra “discordia”. Este concepto, considerado como una medida global de las correlaciones cuánticas, cumple un rol importante en algunos procesos de información cuántica. Y ello justifica el interés en estudiarlo.
“Antes del concepto de ‘discordia’, las correlaciones cuánticas se pensaban únicamente en términos de ‘enmarañamiento’ o ‘entrelazamiento’. Luego se comprendió que otros tipos de correlaciones, más débiles, también son posibles”, informó Fanchini.
El “enmarañamiento” ocurre cuando pares o grupos de partículas se generan o interactúan de manera tal que el estado cuántico de cada partícula no puede describirse en forma independiente del estado cuántico de la otra o de las otras, por más distantes que éstas se encuentren.
Entre las aplicaciones prácticas relacionadas con la “discordia” cuántica, se pueden citar, por ejemplo, la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y, especialmente, la metrología cuántica, que explora las leyes de la mecánica cuántica con el fin de aumentar la precisión en la estimación de parámetros relevantes tecnológicamente, tales como fase, frecuencia o campos magnéticos.
“Debido a las dificultades matemáticas, existen tan sólo algunos resultados para la expresión analítica de la ‘discordia cuántica’, y únicamente para estados muy especiales se conoce la solución exacta”, afirmó Fanchini. “La metodología que utilizamos configura una nueva estrategia destinada a la obtención de soluciones analíticas, incluso para sistemas más complejos.”

<p><b>Por José Tadeu Arantes</b></p>
<p><b>Agência FAPESP</b> – Felipe Fanchini, docente del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en su campus de la ciudad de Bauru (en São Paulo, Brasil), arribó a una solución analítica de la denominada “discordia cuántica”. Es un logro importante, pues, pese a todos los esfuerzos realizados por la comunidad científica durante la última década, no existe una solución analítica exacta para este problema, aun en el caso de los sistemas más sencillos posibles, aquéllos constituidos por dos bits cuánticos.</p>
<p>El trabajo de Fanchini, realizado en colaboración con científicos chinos, salió publicado en la revista <i>Scientific Reports</i>, del grupo Nature: <b><a href="http://www.nature.com/srep/2015/150603/srep10262/full/srep10262.html" target="_blank">Quantum Discord for d⊗2 Systems</a></b>. “Nuestro resultado analítico diverge del valor exacto por un factor de apenas 0,0001 en promedio”, declaró Fanchini a <b>Agência FAPESP</b>.</p>
<p>El artículo, el segundo que publica Fanchini en <i>Scientific Reports</i> en los últimos seis meses, es el resultado del proyecto de investigación intitulado “<b><a href="http://www.bv.fapesp.br/pt/auxilios/81457/estudo-das-correlacoes-quanticas-em-sistemas-quanticos-abertos/" target="_blank">Estudio de las correlaciones cuánticas en sistemas cuánticos abiertos</a></b>”, apoyado por la FAPESP. El artículo anterior <b><a href="http://agencia.fapesp.br/analizan_en_un_estudio_la_interaccion_de_los_sistemas_cuanticos_con_el_ambiente/20654/" target="_blank">fue también noticia</a></b> en <b>Agência FAPESP</b>.</p>
<p>La “discordia cuántica” es un concepto que se aplica a toda y cualquier correlación existente entre partículas o conjuntos de partículas que esté en desacuerdo con las leyes de la física clásica, de allí la palabra “discordia”. Este concepto, considerado como una medida global de las correlaciones cuánticas, cumple un rol importante en algunos procesos de información cuántica. Y ello justifica el interés en estudiarlo.</p>
<p>“Antes del concepto de ‘discordia’, las correlaciones cuánticas se pensaban únicamente en términos de ‘enmarañamiento’ o ‘entrelazamiento’. Luego se comprendió que otros tipos de correlaciones, más débiles, también son posibles”, informó Fanchini.</p>
<p>El “enmarañamiento” ocurre cuando pares o grupos de partículas se generan o interactúan de manera tal que el estado cuántico de cada partícula no puede describirse en forma independiente del estado cuántico de la otra o de las otras, por más distantes que éstas se encuentren.</p>
<p>Entre las aplicaciones prácticas relacionadas con la “discordia” cuántica, se pueden citar, por ejemplo, la comunicación cuántica, la criptografía cuántica y, especialmente, la metrología cuántica, que explora las leyes de la mecánica cuántica con el fin de aumentar la precisión en la estimación de parámetros relevantes tecnológicamente, tales como fase, frecuencia o campos magnéticos.</p>
<p>“Debido a las dificultades matemáticas, existen tan sólo algunos resultados para la expresión analítica de la ‘discordia cuántica’, y únicamente para estados muy especiales se conoce la solución exacta”, afirmó Fanchini. “La metodología que utilizamos configura una nueva estrategia destinada a la obtención de soluciones analíticas, incluso para sistemas más complejos.”</p>
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