Información y energía: nueva clave en las teorías cuánticas

MadridCientíficos han descubierto un vínculo interesante entre la transmisión de energía e información en la teoría cuántica de campos. Esto implica una conexión entre dos teorías cuánticas de campo diferentes, un tema complejo tanto en la física de partículas como en la física de materia condensada. Anteriormente, era difícil determinar cómo fluían la energía y la información a través de estas conexiones. Sin embargo, un estudio publicado en Physical Review Letters el 30 de agosto revela una relación sencilla entre tres factores importantes.

• Tasa de transferencia de energía
• Tasa de transferencia de información
• Dimensión del espacio de Hilbert

El equipo encontró relaciones consistentes entre estas cantidades, demostrando que la transferencia de energía es siempre menor o igual que la transferencia de información, la cual a su vez es menor o igual al tamaño del espacio de Hilbert. Esto indica que para una transferencia efectiva de energía es necesario incluir la transferencia de información, y ambas requieren un espacio de estado suficientemente grande.

En las teorías cuánticas de campos bidimensionales con invariancia de escala, estas desigualdades nos ayudan a comprender cómo interactúan los sistemas cuánticos en los límites. Esta comprensión es fundamental, ya que influye en nuestra percepción de los sistemas físicos a nivel microscópico. Además, motiva a los investigadores a considerar el papel de la información, junto con la energía, en procesos que anteriormente se pensaban centrados únicamente en la energía.

El estudio tiene un amplio impacto y puede influir en diferentes áreas.

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Este descubrimiento podría transformar nuestra percepción de la física teórica. Sugiere que mejorar el flujo de energía en sistemas cuánticos también debe incluir una cuidadosa atención a la difusión de la información. Este enfoque combinado podría revolucionar el desarrollo de computadoras cuánticas y la creación de nuevos materiales para la tecnología cuántica.

Este estudio establece un límite sobre la cantidad de energía que se puede enviar, basado en las tasas de información y el tamaño del espacio de Hilbert. Esto proporciona un nuevo método para evaluar la eficiencia de los sistemas cuánticos. Conocer estos límites puede hacer que los dispositivos cuánticos sean más eficientes, lo cual es crucial para las tecnologías que utilizan bits cuánticos (qubits), donde gestionar tanto la energía como la información es fundamental.

El estudio amplía nuestro conocimiento sobre los campos cuánticos. Con estas nuevas reglas, futuras investigaciones podrán examinar más a fondo los aspectos únicos de las interfaces cuánticas. Los investigadores también podrían explorar maneras de controlar estos parámetros para lograr resultados cuánticos específicos, lo que podría llevar a nuevos usos prácticos e insights teóricos más profundos sobre la naturaleza fundamental del universo.