Físicos chilenos proponen realizar la medición más precisa del mundo subatómico
El trabajo apareció en la última edición de la revista internacional Scientific Reports. La investigación fue liderada el Doctor Aldo Delgado, investigador del Instituto Milenio de Óptica (MIRO).
“Llevar a cabo mediciones a nivel cuántico ha sido un desafío primordial en el desarrollo de la Física de frontera. El progreso ha sido lento, pero pensamos que esta vez tenemos una buena pista que nos permitirá avanzar rápidamente en la dirección correcta. Esperamos aplicar nuestro desarrollo en una gran variedad de contextos”, comenta Aldo Delgado, director del Instituto MIRO.
Las leyes que gobiernan nuestro mundo (realidad macroscópica), son muy diferentes a las del ambiente subatómico. En el día a día, se puede copiar información de forma prácticamente perfecta, en cambio, sí almacenamos dichos datos en sistemas microscópicos, éstos se degradan volviéndose inútiles.
“Aquí es donde se hace imprescindible, el contar con un sistema ultra preciso de medición que nos permita garantizar, que los dispositivos usados para transmitir contenidos, que no pueden ser copiados funcionen de forma óptima, dando origen a los sistemas de criptografía cuántica que garantizan la seguridad total de la información transmitida”, explica el también académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción.
Alcanzando los límites
La Mecánica Cuántica impone un límite a la precisión, es decir, permite lograr una exactitud absoluta, “nosotros hemos propuesto una medición que apunta justamente a dicho límite, que por cierto es inmensamente superior a las estimaciones clásicas, entregando de paso la mejor evaluación posible del rendimiento de los dispositivos cuánticos, tales como computadores cuánticos y sistemas criptográficos”, afirma Delgado, también Ph.D en Ciencias de la Universidad de Ulm (Alemania).
La investigación duró dos años, en los cuales se realizaron cálculos y simulaciones computacionales para estudiar el método propuesto. “En esta ocasión logramos incorporar conocimientos de estadística, algunos usados en el área de machine learning, los cuales permitieron avanzar mucho con respecto a nuestros trabajos científicos anteriores”, comenta Aldo.
En la investigación también participaron Leonardo Zambrano (estudiante de doctorado de la Universidad de Concepción, quien tuvo la idea inicial de la investigación), Sebastián Niklitschek, académico de la Facultad CFM, UdeC y Luciano Pereira, estudiante de doctorado en la Universidad Autónoma de Madrid y del Instituto de Física Fundamental del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
El siguiente paso del grupo será extender, los resultados al caso de los estados mixtos y entrar en los temas de la Metrología Cuántica y Computación Cuántica, donde ya hay resultados prometedores.
Para ver el artículo científico original publicado en la revista Scientific Reports, con el título “Estimación de estados cuánticos puros en altas dimensiones al límite de la precisión cuántica por medio de optimización compleja e inferencia estadística”, revisar el siguiente enlace https://www.nature.com/articles/s41598-020-69646-z
