Comienza en el ICMAT un programa temático dedicado a la teoría de la información cuántica

Durante cinco semanas, del 27 de febrero al 31 de marzo, el programa temático Quantum Information Theory (QIT) reunirá en el ICMAT a alrededor de 150 especialistas internacionales en teoría de la información cuántica. Investigadores senior y aquellos que están dando sus primeros pasos en la investigación podrán poner en común ideas y trabajar de manera conjunta en temas relacionados con la cuántica en los que las técnicas matemáticas son especialmente relevantes.

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El área de la teoría de la información cuántica ha experimentado importantes avances en los últimos años. Gracias al desarrollo tecnológico y el impacto positivo esperado de las tecnologías cuánticas también hay cada vez más personas interesadas en esta área, lo que favorece su progreso. Además, es un campo que conecta diversos aspectos de las matemáticas, la física y las ciencias de la computación.

En el ICMAT, el grupo de investigación Mathematics and Quantum Information y el Laboratorio Ignacio Cirac ICMAT-Severo Ochoa trabaja en diversos problemas cuánticos a partir de las matemáticas. “Entre otros, abordamos el estudio de propiedades cuánticas exóticas y sus conexiones con la computación cuántica; la aplicabilidad de ideas de información cuántica en otras áreas, como en el problema de la gravedad cuántica, o el problema de la privacidad en la inteligencia artificial”, comenta David Pérez García, investigador en el ICMAT, catedrático en la Universidad Complutense de Madrid y miembro de este grupo. “También, trabajamos en el uso de técnicas de análisis funcional en el diseño y análisis de algoritmos cuánticos y en el estudio de propiedades fundamentales de los sistemas cuánticos, como el entrelazamiento, en el caso más complejo de sistemas de muchos cuerpos o en redes”, explica.

En estos y otros temas de la teoría de la información cuántica en los que las técnicas matemáticas juegan un papel fundamental estará centrado el primer programa temático que se celebra este año en el ICMAT: Quantum Information Theory (QIT), del que Pérez García es coorganizador. Desde hoy, 27 de febrero, y hasta el próximo 31 de marzo, tendrán lugar dos escuelas y tres focus weeks en las que se reunirán cerca de 150 investigadores internacionales, desde especialistas y líderes en sus campos, hasta estudiantes y personal investigador joven que está dando sus primeros pasos en la investigación.

Así, quienes asistan pondrán en común ideas, comentarán los últimos avances y podrán trabajar de manera conjunta gracias a un programa diseñado “para fomentar las discusiones y un trabajo más allá de las ponencias, de modo que funcione como un catalizador para el avance del campo”, comenta Alejandro Pozas Kerstjens, investigador postdoctoral en el ICMAT y también uno de los organizadores del programa temático.

Cada una de las actividades tendrá una duración de una semana. La primera, del 27 de febrero al 3 de marzo, estará dedicada a la escuela Optimization Methods in Quantum Information. El principal objetivo de esta es presentar, de una manera básica, técnicas de optimización que aparecen en diversos problemas dentro de la información cuántica, con especial énfasis en la implementación de los conceptos teóricos en la práctica. Impartirán cursos Hamza Fawzi (Universidad de Cambridge), Richard Kueng (Universidad de Linz Johannes Kepler) y Maximilian Stahlberg (Universidad Técnica de Berlín), desarrollador de una de las herramientas más populares a la hora de plantear y resolver problemas de programación semidefinida.

Del 6 al 10 de marzo, comenzará la primera focus week: Tensor Networks. Incluirá, además, un coloquio impartido por Ignacio Cirac, miembro del Max Planck Institute of Quantum Optics y director de uno de los Laboratorios ICMAT-Severo Ochoa. Tendrá lugar el 9 de marzo a las 15:00 en el Salón de actos del CFTMAT.

Del 13 al 17 de marzo, se celebrará la segunda focus week: Quantum Many Body Systems and Quantum Information, y del 20 al 24 de marzo, la última focus week: Functional Analysis and Quantum Information. Las tres focus weeks muestran hasta qué punto la teoría de la información cuántica está hoy en día en una relación simbiótica con otras áreas, tanto de la física como de la matemática pura.

Concluirá este programa, del 27 al 31 de marzo, la escuela Operator Algebras, Quantum Information and Quantum Many Body Systems, centrada en mostrar las conexiones de los últimos años entre la física cuántica y el análisis funcional. Uno de los cursos estará impartido por la investigadora Yoshiko Ogata (Universidad de Tokyo), quien presentará su contribución al problema de las fases cuánticas de la materia utilizando álgebras de operadores. Este trabajo la hizo merecedora del Premio Henri Poincaré hace dos años, la máxima distinción en física matemática. Henry Yuen (Universidad de Columbia), por su parte, será el encargado del segundo curso, en el que explicará su resolución del problema de inmersión de Connes utilizando técnicas de teoría de la complejidad cuántica. Este es un problema de gran importancia dentro del análisis funcional que permanecía abierto desde la década de los 70.

 

Más información

Página web del programa temático Quantum Information Theory (QIT)