Simuladores cuánticos para explorar fenómenos hasta ahora inaccesibles

La simulación cuántica permite manipular y observar el comportamiento de un sistema cuántico bien controlado en el laboratorio, con el fin de estudiar sistemas cuánticos que de otro modo serían inaccesibles. Por ello, este trabajo liderado por los investigadores Ikerbasque Tobias Grass y Dario Bercioux del Donostia International Physics Center (DIPC) y publicado recientemente en Reviews of Modern Physics presenta una visión integral sobre los simuladores cuánticos exóticos, explorando diversas plataformas basadas en átomos, electrones y fotones, y analizando tanto sus ventajas como sus limitaciones. Además, el artículo destaca cómo estas plataformas pueden abrir nuevas vías para el estudio de fenómenos que abarcan desde la física de la materia condensada hasta la cosmología. El estudio liderado por el DIPC ha contado con la participación del investigador del ICFO and ICREA Prof. Maciej Lewenstein, así como de investigadores de Institute for Theoretical Physics de ETH Zurich, École Centrale de Lyon y TU Dortmund.

Según los autores, una posibilidad emocionante es el uso de simuladores cuánticos para crear materia cuántica sintética con geometrías exóticas que conducen a fenómenos de localización. Estas herramientas también permiten explorar modelos cosmológicos con espacios-tiempo curvos y simular efectos cuánticos de los agujeros negros, como el efecto Unruh y la radiación de Hawking.

El investigador del DIPC Tobias Grass destaca que “ante las limitaciones de los métodos clásicos para simular estos sistemas, los simuladores cuánticos pueden desplegar todo su potencial, permitiendo abordar cuestiones fundamentales de la física cuántica de muchos cuerpos”. “Nuestra revisión demuestra que ya se han establecido las bases para futuras exploraciones en las que las conocidas leyes de la mecánica cuántica darán lugar a fenómenos desconocidos, al encontrarse con geometrías espaciales ficticias, como, por ejemplo, espacios con más de tres dimensiones", señala Grass.