Investigadores han desarrollado un nuevo método, denominado SPICES (Single-Particle Inference via Contour Estimators), para determinar los pesos energéticos (Eᵢ) de hamiltonianos en sistemas cuánticos. Este avance es crucial para el modelado de materiales, donde la estructura de los modos no interactuantes de un sistema está oculta por una transformación unitaria global desconocida (U). El objetivo de SPICES es recuperar estos valores Eᵢ sin necesidad de reconstruir la compleja transformación U, lo que simplifica significativamente el proceso de aprendizaje del hamiltoniano.

El problema de aprender estos hamiltonianos, incluso con una estructura no interactuante subyacente, ha demostrado ser DQC1-hard, lo que indica su complejidad computacional. SPICES aborda esta dificultad combinando una prueba de Hadamard, una técnica cuántica para estimar fases, con un novedoso procedimiento de postprocesamiento clásico. Este enfoque permite recuperar eficientemente la distribución espectral de las energías en la distancia de Wasserstein, bajo ciertas suposiciones físicas.

La clave del método SPICES reside en explotar la correspondencia entre las energías de las cuasipartículas individuales y las frecuencias de Fourier que rigen los ceros de la función de partición a temperatura inversa compleja. Dado que los espectros de cuasipartículas son fundamentales en los cálculos posteriores de materiales, y que SPICES es un método práctico y sencillo de implementar, se espera que tenga un impacto significativo en las simulaciones cuánticas de materiales. Su aplicación podría mejorar la precisión y eficiencia de métodos clásicos como la teoría de campo medio, las funciones de Green y la teoría del funcional de la densidad.