Conferencia “Computación cuántica con iones atrapados, enfriamiento láser y efectos del entorno”

Conferenciante:  Dr. Javier Cerrillo, Technische Universität Berlin

Fecha: Lunes 26 de Enero 2015
Hora: 15:30 h
Lugar: Sala de Seminarios del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear (3ª planta Físicas)

La conferncia se lleva a cabo en el marco de las Jornadas de “COMPUTACIÓN CUÁNTICA: TEORÍA Y EXPERIMENTO”  que organizan los Profs. Rosario Gonzalez-Ferez y Jesus Sanchez-Dehesa durante el período 26 Enero- 3 Febrero 2015, cofinanciadas por los programas FISYMAT de Máster y Doctorado y el Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional de la UGR.

Resumen: 

En 1995 Ignacio Cirac y Peter Zoller propusieron el uso de sistemas de iones atrapados electromagnéticamente como registros de información cuántica sobre la que el control localizado mediante haces de luz láser permitiría la implementación de cualquier operación lógica. Así nacía la primera versión de un ordenador cuántico que fuera accesible experimentalmente. Para comprender las nociones de esta propuesta analizaremos el modelo cuántico del sistema de iones atrapados, identificaremos en él los elementos asociados a la interfaz de bits cuánticos (qubits) así como las posibilidades de control lógico que ofrece la interacción dipolar con el láser.

Un requisito indispensable de este modelo de computación consiste en la eliminación de la vibración térmica del ion que posibilite la preparación de un qubit. Una vez más la interacción láser será la encargada de posibilitar este proceso mediante técnicas de enfriamiento. Exploraremos el principio detrás de varias de ellas y las sucesivas propuestas de incrementar su eficiencia con la incorporación de efectos de interferencia como los llamados estados oscuros o como los estados libres de decoherencia.

Precisamente el concepto de decoherencia nos llevará al estudio de la interacción de los sistemas cuánticos con su entorno. Derivaremos modelos que describen procesos de desfase o disipación que puedan resultar nocivos para el desarrollo de tareas computacionales, pero también efectos de memoria generados por el carácter fundamentalmente cuántico y coherente de las interacciones con el entorno. Para finalizar propondremos la posibilidad de concebir de estos efectos como procesos de transferencia de información entre el sistema y su entorno.

Palabras clave: trampas de iones, escalabilidad, modos normales de vibración, interacción dipolar, aproximación de onda rotante, enfriamiento Doppler, enfriamiento sideband, estado oscuro, perfil de Fano, transparencia electromagnética inducida, decoherencia, disipación, ecuación maestra, formalismo Nakajima-Zwanzig, marcovianidad, kernel de memoria, medidas de no-marcovianidad.