Transferencia de espín de largo alcance

La mecánica cuántica permite la superposición de estados acoplados indirectamente incluso si los estados intermedios se encuentran muy distantes en energía. Esto ocurre mediante transiciones virtuales a través de los mismos. Dichas transiciones, presentes en la teoría del enlace químico, en fenómenos de espín en estado sólido, en óptica cuántica o incluso en procesos biológicos han despertado un gran interés en el campo de la información cuántica. El motivo es que éstas permiten la transferencia directa de carga, espín o bits cuánticos entre zonas distantes sin ocupar la región intermedia, reduciendo así drásticamente los efectos de decoherencia y relajación.

La reciente implementación en el laboratorio de cadenas de tres átomos artificiales o puntos cuánticos acoplados por efecto túnel constituye una plataforma idónea para investigar este fenómeno, es decir el transporte directo de carga y espín entre regiones distantes, en este caso entre los puntos cuánticos de los extremos. En un trabajo reciente se demuestra la presencia de un electrón deslocalizado entre los extremos de una cadena de tres puntos cuánticos el cual actúa como un transbordador cuántico (“quantum bus”) transfiriendo el estado de espín (o bit cuántico de espín), de un extremo a otro de la cadena sin ocupar el punto cuántico intermedio. Este proceso de transferencia a largo alcance consiste en un nuevo protocolo de transbordador de espín esencial para nuevas arquitecturas en información cuántica.

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R. Sánchez, G. Granger, L. Gaudreau, A. Kam, M. Pioro-Ladrière, S. A. Studenikin, P. Zawadzki, A. S. Sachrajda, and G. Platero , Phys Rev Lett, 112, 176803 (2014) 

Gloria Platero