Operadores unitarios pseudo-aleatorios para el procesamiento de información cuántica

En estrecha analogía con el papel fundamental de los números aleatorios en la teoría clásica de la información, los operadores aleatorios son un componente básico de la teoría de la información cuántica. Desafortunadamente, la implementación de operadores unitarios aleatorios en un procesador cuántico es exponencialmente difícil. Aquí introducimos un método para generar operadores unitarios pseudo-aleatorios que pueden reproducir aquellas propiedades estadísticas de los operadores unitarios aleatorios más relevantes para las tareas de información cuántica. Este método requiere exponencialmente menos recursos, y por lo tanto permite la aplicación práctica de operadores unitarios aleatorios en protocolos de comunicación y procesamiento de información cuántica. Utilizando un procesador cuántico de resonancia magnética nuclear, pudimos realizar operadores unitarios pseudo-aleatorios que reproducen la distribución aleatoria esperada de elementos de matriz.