Esta vez, nos contactamos con el Dr. Guillermo Romero; el Doctor Romero, realizó sus estudios de doctorado en la Universidad de Santiago de Chile, en colaboración con la Universidad del país Vasco en España, donde luego realizó su postdoctorado, en su visita a Chile nos cuenta sobre su tema de investigación.
Te invitamos a oir la entrevista al Dr. Romero!!
¿En qué consiste su tema de investigación Dr. Romero, y cuales son los aspectos fundamentales?
La investigación que desarrollo en la Universidad del País Vasco es del tipo multidisciplinaria, con varios temas que paso a detallar:
1) Conceptos fundamentales en interacción entre radiación y materia.
En este tema estudiamos modelos de interacción entre sistemas de dos niveles de energía o qubits, y un único modo del campo electromagnético o fotón. Actualmente nuestros esfuerzos se vocalizan en un régimen de interacción denominado acoplo ultra fuerte, el cual ha tenido una gran repercusión tanto a nivel teórico como experimental dada sus aplicaciones potenciales. Entre ellas puedo nombrar una propuesta que hemos desarrollado para una compuerta lógica de dos qubits, la cual opera a escalas de tiempo de sub nanosegundos.
2) Electrodinámica cuántica de circuitos (circuit QED) y circuitos cuánticos superconductores.
Este tema de investigación corresponde a una de las implementaciones físicas que permiten corroborar nuestros modelos teóricos sobre interacción entre radiación y materia. Esta tecnología consiste en circuitos eléctricos, similares a los que conocemos en la vida cotidiana, pero enfriados a temperaturas del orden de los 20 mili Kelving, en donde estos dispositivos manifiestan sus propiedades cuánticas.
Lo que hacemos específicamente es diseñar (teóricamente) nuevas configuraciones y arreglos de qubits superconductores para que interactúen ultra fuertemente con alambres superconductores, los cuales son responsables d e transportar fotones. En particular, hemos desarrollado una nueva configuración para el diseño de la compuerta ultra rápida mencionada antes.
3) Microondas cuánticas propagantes.
Este tema está directamente relacionado a circuit QED o electrodinámica cuántica de circuitos. Se estudian las propiedades de scattering de fotones que se propagan por alambres superconductores, cuando estos interactúan con qubits superconductores. En particular, utilizando estas herramientas hemos propuesto el primer detector de de fotones de microondas cuyo rango de operación está entre 1 a 10 Giga Hertz.
¿Qué debería entender por tecnologías cuánticas aquel que disfruta de las ciencias, pero nunca ha tenido cursos formales de mecánica cuántica?
En rigor son "las tecnologías cuánticas" dada las diversas implementaciones físicas existentes. Estas representan el esfuerzo de los físicos por hacer realidad los "experimentos pensados" ideados por los creadores de la mecánica cuántica, con el fin de entender los procesos fundamentales de la interacción entre radiación y materia. En particular, ellos imaginaban cual sería el resultado de considerar la interacción entre un único átomo y un único fotón a partir de las leyes de la mecánica cuántica. Hoy en día, estos "experimentos pensados" son una realidad con las tecnologías cuánticas. Entre ellas puedo mencionar las más relevantes hoy en día. Actualmente hay muchos laboratorios que estudian iones atrapados en trampas electromagnéticas, electrodinámica cuántica de cavidades (cavity QED) en los rangos de las microondas u ópticas, electrodinámica cuántica de circuitos y qubits superconductores, redes ópticas, puntos cuánticos, y cristales fotónicos.
¿Desde el punto de vista de la ingeniería, cuáles son las aplicaciones de los circuitos cuánticos superconductores?
Estos dispositivos tienen aplicaciones tanto a nivel de investigación fundamental como en medicina. Unos de los principales usos de los circuitos superconductores, hechos de uniones de Josephson, son detectores de flujo magnético. Como tal tiene aplicaciones en biología tales como magnetoencefalografía y magnetogastrografía. A nivel de investigación fundamental tienen aplicaciones en detección de fotones, procesamiento de información cuántica, y potencialmente radares cuánticos, entre otras.
