Complex systems in quantum technologies

Abstract

En esta Tesis, se propone una serie de protocolos de informaci¿n cu¿ntica, analizando la viabilidad con la tecnología actual, en plataformas de iones atrapados y circuitos superconductores. Encontramos que los protocolos propuestos tienen que adaptarse a las ventajas e inconvenientes de cada plataforma. Se prueba que un qubit protegido, basado en una representaci¿n dual de una cadena fermi¿nica topol¿gica, puede ser codificado en un sistema de trampa de iones, debido a sus propiedades espec¿ficas. Se analiza la simulaci¿n cu¿ntica de fermiones, encontrando una mayor eficiencia debido a puertas colectivas que son realizables con la tecnolog¿a de iones atrapados. Dentro de este esp¿ritu, estimamos las posibilidades de los circuitos superconductores de simular modelos de espines, sistemas fermi¿nicos y bos¿nicos. Extendemos estos conceptos a la simulaci¿n cu¿ntica de sistemas din¿micos cl¿sicos, encontrando que una simulaci¿n de la din¿mica de Boltzmann discreta puede ser codificada en sistemas acoplados de qubits con bosones. Estos son los primeros pasos para explorar las simulaciones de din¿mica de fluidos en un ordenador cu¿ntico.