Transición de Fase Dinámica Cuántica inducida por el ambiente en un sistema de dos qubits interactuantes

GONZALO A. ÁLVAREZ; ERNESTO P. DANIELI; PATRICIA R. LEVSTEIN; HORACIO M. PASTAWSKI

La Plata, Buenos Aires, Argentina

Congreso; 90ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2005

Asociación Física Argentina

El procesamiento de la información cuántica está basado en la coherencia de la dinámica cuántica y requiere de un control preciso de sus operaciones básicas. En la operación de Swapping en un sistema de dos espines se intercambian los estados |+,-> y |-,+>. En RMN, esto se logra encendiendo y apagando la interacción espín-espín b=delta E que desdobla los niveles de energía e induce una oscilación con una frecuencia natural deltaE/hbar. La interacción con un ambiente de espines vecinos, con un acople hbar/τSE, degrada la oscilación en una escala de tiempos τf. Usualmente se espera que la frecuencia experimental ω y τf sean proporcionales a b y τSE respectivamente. Sin embargo, presentamos experimentos que muestran cambios drásticos tanto en ω como en τf. Resolviendo la dinámica de este sistema de muchos espines se muestra que el régimen de swapping está restringido a la condición delta EτSE >hbar. Superando cierta interacción crítica con el ambiente la oscilación se congela y la tasa de decoherencia cae como 1/ τf ∝delta E²τSE. La transición entre las fases dinámicas cuánticas se evidencia cuando ω /propto√((deltaE/hbar)^2-(k/τSE)^2) se convierte en imaginario puro.