Investigadores han desarrollado un nuevo marco variacional para simular de forma eficiente la dinámica cuántica estocástica en sistemas bosónicos interactuantes. Este método generaliza el principio variacional dependiente del tiempo para incluir procesos de difusión de estados cuánticos, optimizándose para describir las trayectorias cuánticas que se derivan de una ecuación maestra. La aproximación permite un análisis más allá de las aproximaciones semiclásicas, capturando tanto la dinámica de las trayectorias cuánticas individuales como la evolución de Lindblad del sistema.

La clave del método reside en el uso de una función de onda de prueba que es una superposición coherente de paquetes de ondas gaussianos. Esta elección permite ensamblar las ecuaciones variacionales de movimiento de manera completamente analítica, lo que contribuye significativamente a la eficiencia computacional del modelo. La capacidad de manejar interacciones complejas en sistemas bosónicos abre nuevas vías para explorar fenómenos cuánticos en materiales y dispositivos.

El nuevo marco ha sido validado rigurosamente en un dímero de Bose-Hubbard y aplicado a redes extendidas de Bose-Hubbard tanto en una como en dos dimensiones. Un resultado notable de estas simulaciones es la observación de una transición de fase con ruptura de simetría en redes bidimensionales, un fenómeno que no se presenta en las cadenas unidimensionales. Este hallazgo subraya la importancia de la dimensionalidad en la aparición de propiedades cuánticas colectivas y proporciona una herramienta robusta para investigar estos sistemas complejos.