Científicos han desarrollado un nuevo modelo basado en circuitos cuánticos variacionales para representar las funciones de fragmentación (FFs) de piones. Estas funciones son cruciales en física de partículas para describir cómo los quarks y gluones (partones) se fragmentan en hadrones observables, como los piones. El enfoque innovador utiliza un circuito cuántico para codificar las FFs, aprovechando las propiedades de la mecánica cuántica para una representación más eficiente y precisa.

El modelo impone simetrías de isospín y conjugación de carga para construir una base independiente de seis sabores, cubriendo la producción de piones cargados y neutros. Incorpora "Ansätze" inspirados en la física, como mapas de características logarítmicas y umbrales de masa, para codificar la cinemática relevante. Esta arquitectura cuántica reduce significativamente las redundancias del circuito y mejora la convergencia de la optimización. Al utilizar el conjunto de FFs de piones DSS14 como referencia, el equipo desarrolló inicialmente una representación variacional unidimensional (FF-VQR) en la fracción de momento a una escala de energía fija.

Los resultados muestran que el entrelazamiento entre las FFs de quarks y gluones produce una mejora sustancial, logrando una alta precisión con solo dos capas variacionales. Un análisis espectral demostró que el modelo cuántico exhibe una alta expresividad con un número limitado de modos de Fourier, lo que lo hace adecuado como parametrización no perturbativa compacta para la evolución DGLAP. Posteriormente, el FF-VQR se extendió a dos dimensiones, incorporando la dependencia de la escala de energía. Al codificar todos los canales de sabor dentro de un único circuito cuántico entrelazado, el modelo proporciona una representación unificada con mayor precisión que la codificación independiente para cada especie de partón.