Seminars from 2010

‘El mar me ha rechazado y mañana estaré de vuelta en el Hotel Bolonia’ fue lo último que dejó escrito Ettore Majorana antes de desaparecer para siempre. Desde entonces, algunas personas aseguran haberlo visto vivo y otros muchos nos hemos tropezado con su asombroso legado científico. En esta charla, zarparemos en su busca, surcando los océanos con el renovado barco velero de la mecánica cuántica relativista. Si sobrevivimos a esta procelosa travesía, arribaremos a una isla hasta ahora inexplorada en la que los hamiltonianos no son hermíticos pero poseen importantes propiedades físicas, las fases globales son observables dinámicamente y partículas cargadas atraviesan potenciales repulsivos sin inmutarse, entre otras maravillas. Mostraremos que todo ello se puede simular en el laboratorio de a bordo.

Recent successes in the creation of ground-state, ultra-cold heteronuclear molecules have triggered a growing interest in these systems, leading in particular to theoretical proposals to use them for quantum information processing. In this context, and motivated by the experimental progress in the creation of novel optical lattices, we are studying the controlled formation of cold molecules in these systems, with an emphasis in their potential application to build strongly-correlated many-body states. I this talk I will review some of these theoretical proposals, and discuss our progress in the study of using long-range interactions to build a phase gate between atoms confined in separate traps, and to cool ions with a nearby Bose-Einstein condensate.

What does Quantum Information have to say about gravity?. Quantum gravity and QFT in curved spacetimes lead to phenomena such as Black Hole evaporation and the Unruh effect. It is known that the Unruh and Hawking effects can degrade the entanglement of quantum field states. However, it is not so well-known that the evolution of quantum fields undergoing gravitational interaction can also generate entanglement. We will see this in phenomena such as stellar collapse and the expansion of the universe. This entanglement can be used to extract information about the underlying spacetime, providing us new tools to study the elusive quantum effects of gravity. We will finish our walk suggesting how techniques common in Solid State Physics can be successfully applied to detect these quantum effects of the weakest of the interactions.

Desde el descubrimiento del grafeno, de moda por el Nobel de Geim y Novoselov, se han descubierto interesantes propiedades. Nos centraremos en la capacidad de simular partículas relativistas y de implementar campos abelianos y no abelianos sobre una red óptica que emula al grafeno. Las libertades de usar redes ópticas se verán premiadas con la posibilidad de simular modelos interesantes, desde gravedad hasta transiciones de fase topológicas. Asimismo, en honor a nuestro espartano orador, se anuncia que a partir de las 11:30, se convoca a los miembros del grupo QUINFOG y allegados a la cata de una ensaimada recién importada de Menorca.

Se presenta un método para entrelazar en espín o en cualquier otro grado de libertad interno dos o más partículas indistinguibles que no requiere de ninguna interacción directa entre las mismas. Esto se logra mediante medidas proyectivas sobre la parte espacial del estado, que actúa como qubit ‘ancilla’. El estado entrelazado que se obtiene es diferente para bosones o fermiones. Se discute una posible implementación experimental para el caso de neutrones o partículas no cargadas en general. Si bien el experimento es viable para el caso de dos únicos neutrones, hay dificultades técnicas en el caso de un sistema que produzca pares entrelazados de manera sistemática, debido a la dificultad de producir continuamente pares de neutrones con el mismo estado espacial.

I will discuss some examples where the creation, manipulation and survival of entanglement benefits of the presence of external driving. These examples are resonances and ac-control of entanglement in spin chains. I will leave the spin chains for discussing gaussian entanglement in harmonic oscillators. The resonators are coupled to hot environments. Contrary to the usual expectation entanglement can be created and retain up to very high temperatures when the interaction is parametrically driven. I will finish with an informal discussion about possible implementations and implications of our work.