•Notícia

A l'hora d'estudiar molts sistemes se sol assumir, a priori, quina és la seva dimensió. La dimensió és, essencialment, el nombre de paràmetres que es necessiten per descriure el sistema. Però… és possible obtenir informació experimental sobre la dimensió d'un sistema desconegut —com, per exemple, si la dimensió ha de ser necessàriament major que un cert valor— a partir de l'anàlisi de les dades obtingudes en realitzar certes mesures del sistema?

Els investigadors Martin Hendrych i Rodrigo Gallego, de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), Michal Miçuda (ICFO i Palacky University), Nicolas Brunner (Universitat de Bristol), Antonio Acín (ICFO i ICREA), i Juan P. Torres (Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech, (UPC) i ICFO) responen afirmativament a aquesta qüestió. En els laboratoris del grup de Juan P. Torres a l’ICFO han creat sistemes multidimensionals, de dimensió dues, tres i quatre, quàntics en certs casos, utilitzant diverses propietats dels fotons: la polarització, la forma espacial i la freqüència.

A partir d'aquí, han demostrat la possibilitat d'obtenir informació sobre la dimensió d'un sistema desconegut, a través de l'anàlisi de les dades obtingudes en realitzar-ne unes quantes mesures. El treball, que s'ha publicat a Nature Physics, pot tenir importants aplicacions a l'àrea de processament de la informació, on certes aplicacions en criptografia i generació de números aleatoris podrien beneficiar-se de la tècnica demostrada.

L'equip també ha demostrat que és possible certificar quan un conjunt d'estats és quàntic. Establir el caràcter quàntic d'un sistema és molt important, ja que la implementació de moltes aplicacions d'informació quàntica depèn del caràcter quàntic del sistema.

La troballa utilitza una eina matemàtica desenvolupada pel grup de l’ICFO liderat per Antonio Acín, que va descobrir com avaluar la dimensió d'un sistema tan sols analitzant les dades d'unes poques mesures fetes al mateix. És el que es diu un "testimoni de la dimensió", perquè ens diu una mica d'ella. A partir d'aquesta idea, i aprofitant l'experiència del grup liderat per Juan P. Torres per generar i mesurar sistemes multidimensionals basats en propietats dels fotons, es va implementar un “testimoni de la dimensió” per avaluar els sistemes multidimensionals creats, i certificar el seu caràcter quàntic.