Hoje, os sistemas quânticos estão se tornando cada vez mais importantes para inovações tecnológicas em processamento de informações, criptografia, fotônica, spintrônica e computação de alto desempenho. Eles estão em constante interação com seu ambiente, o que influencia seus modos de operação em muitos aspectos. Físicos da Universidade de Bayreuth, em cooperação com parceiros das Universidades de Edimburgo e St. Andrews, desenvolveram um novo algoritmo para simular e calcular essas influências. Em Física da Natureza eles apresentam sua descoberta, que é inovadora para a compreensão de sistemas quânticos abertos.
Os pesquisadores chamam seu algoritmo de Compressão Automatizada de Ambientes (ACE). "Com este desenvolvimento, alcançamos um avanço na simulação de sistemas quânticos. Isso porque é de extrema relevância para aplicações de alta tecnologia de sistemas quânticos serem capazes de simular realisticamente as influências ambientais. Esperamos que nosso novo método levará a muitos insights valiosos sobre sistemas quânticos tecnologicamente relevantes. Certamente também abrirá caminho para o desenvolvimento de novos algoritmos quânticos e para o controle de sistemas quânticos", explica o Prof. Dr. Vollrath Martin Axt, que liderou o trabalho de pesquisa na Universidade de Bayreuth.

O novo algoritmo é caracterizado por um alto grau de flexibilidade. Ao contrário de muitos outros métodos, ele é capaz de descrever vários efeitos ambientais diferentes juntos em um nível microscópico – e fazê-lo numericamente completamente, sem ter que recorrer a aproximações do modelo que são comuns em simulações de modelos de muitas partículas. O novo algoritmo também supera uma série de limitações enfrentadas por métodos anteriores para simular e calcular influências externas em sistemas quânticos. "ACE permite uma gama praticamente ilimitada de aplicações:pode ser aplicado igualmente a ambientes bosônicos, fermiônicos ou spin. As influências de ambientes gaussianos e não gaussianos, ambientes lineares e não lineares e ambientes diagonais e não diagonais podem agora ser simulado igualmente com alta precisão", explica Axt. + Explorar mais

Recursos físicos aumentam a eficiência das simulações quânticas