Investigadores han demostrado un método para preparar estados de Gibbs variacionales en un dispositivo de iones atrapados. Este avance es crucial para la simulación cuántica de sistemas termodinámicos, ya que los estados de Gibbs son fundamentales para describir el equilibrio térmico. La capacidad de generar estos estados de manera eficiente en hardware cuántico abre nuevas vías para explorar fenómenos de materia condensada y química cuántica a temperaturas finitas.

El método empleado utiliza un algoritmo cuántico variacional, que combina la optimización clásica con la ejecución en un procesador cuántico. En este caso, se aplicó a un sistema de iones de Yb+ en una trampa de radiofrecuencia. La preparación de estados de Gibbs es inherentemente compleja debido a la naturaleza no unitaria de la evolución térmica, lo que la hace difícil de implementar directamente en circuitos cuánticos unitarios. La aproximación variacional permite sortear esta dificultad al buscar un estado que minimice una función de coste relacionada con la energía libre de Helmholtz.

Este trabajo representa un paso significativo hacia la simulación cuántica de sistemas abiertos y la termodinámica cuántica. La capacidad de preparar estados de Gibbs de forma controlada en plataformas cuánticas de tamaño intermedio (NISQ) es un requisito previo para estudiar propiedades de materiales a temperaturas no nulas, como transiciones de fase o propiedades de transporte. Los resultados obtenidos validan la viabilidad de estos enfoques en hardware real y sugieren futuras aplicaciones en el diseño de nuevos materiales y el estudio de reacciones químicas complejas.