Contexto

La teoría de la información cuántica y sus aplicaciones e implementaciones contextualizan un paradigma notable en el desarrollo actual de la Física, la Química, la Biología, las Ingenierías y las Ciencias de la Computación. Esto se refleja en el gran avance que a nivel tecnológico y de principios fundamentales se ha tenido en la última década en lo que concierne al grado de control cuántico desarrollado en nanoestructuras de diversas características y de su posible funcionalidad como sistemas complejos para computación y el procesamiento de información cuántica.

La investigación en QuanTIC se enmarca en el área de la física teórica, experimental y computacional, y de la física aplicada que incluye la física atmosférica y el procesamiento de información en diferentes plataformas de nanotecnología. Por un lado, existe un especial interés por los aspectos fundamentales de la mecánica cuántica (por ej., correlaciones en sistemas multipartitos), y por la fenomenología de procesos dinámicos disipativos. Por otra parte, se busca el desarrollo y adaptación de tecnologías fotónicas para estudiar el creciente problema de la polución atmosférica y sus impactos en la salud humana, y para estudiar aplicaciones e implementaciones de protocolos de transmisión y control de información a nivel atómico y molecular en dispositivos nanoestructurados tanto orgánicos como inorgánicos (por ej., polímeros y moléculas artificiales).

Los profesores que constituyen QuanTIC son responsables de los laboratorios de última generación de cómputo científico, espectroscopía ultrarrápida, física atmosférica, y óptica e información cuántica de CIBioFi, en donde se ha conseguido la generación y manipulation de estados de luz, conteo de fotones individuales correlacionados en el tiempo, la medición de la capa límite atmosférica usando un sistema LiDAR, la medición de la concentración de gases atmosféricos usando DOAS, la caracterización de moléculas y átomos artificiales por espectroscopía de absorción transitoria y fluorescencia resuelta temporalmente, la caracterización de estados atómicos altamente excitados, entre otros. Las actividades desarrolladas en el grupo han atraído permanentemente la atención de los estudiantes no solo de los programas de pregrado y posgrado de física, sino también de las facultades de Ciencias Naturales y Exactas y de Ingeniería de la Universidad del Valle. En la generación de los logros resaltados atrás se han formado y se siguen formando estudiantes de doctorado, maestría y pregrado.

Redes cuánticas

Estudio y cuantificación de procesos de transporte, mecanismos de control cuántico y caracterización de transiciones de fase en sistemas cuánticos con invariancia translacional, tales como sistemas cristalinos, cadenas de espines y redes ópticas

Óptica cuántica

Análisis de procesos y propiedades de la luz y sus aplicaciones en la interacción radiación-materia desde la perspectiva de la física cuántica. Análisis de la interacción entre fotones, átomos y moléculas

Transporte cuántico y transiciones de fase

Estudio del régimen macroscópico de sistemas cuánticos y de los procesos de distribución de materia y energía en tales sistemas

Información y computación cuántica

Estudio teórico e implementación de protocolos cuánticos para la generación, manipulación y transferencia de información cuántica en átomos, moléculas y fotones. Desarrollo e implementación de tecnologías de información cuántica

Espectroscopia ultrarrápida

Estudio de respuesta óptica atómica y molecular en la escala ultrarrápida y de mecanismos de transferencia de energía en sistemas biológicos y moleculares con aplicaciones en el control cuántico molecular, fotosíntesis artificial y fotovoltaica

Inteligencia artificial y aprendizaje automático

Aplicación de técnicas avanzadas de inteligencia artificial y aprendizaje automático para abordar problemas complejos, generar conocimiento y analizar datos e imágenes en áreas relacionadas con sistemas físicos de muchos cuerpos, agricultura de precisión, física atmosférica y otros. Análisis y aplicaciones en la gestión de política pública del medio ambiente

Teledetección para el medio ambiente y la agroindustria

Uso de sistemas ópticos, acústicos y de sensores (multi e hiperespectrales) aplicados a la caracterización de material particulado, calidad del aire, ambiente sonoro (ruido) y de ecosistemas agrícolas y biológicos