by Amal Karsy, CHIEF of Section for Basic Science, Research, Innovation and Engineering at UNESCO

Enrique Pazos, Senacyt Guatemala.
Armando Euceda, Departamento de Ciencias Naturales, UPNFM, Honduras.
Pablo Montero, Representative of the Vice Minister of Science, Technology and Innovation, of Costa Rica.

Moderator: FERNANDO QUEVEDO (DAMTP University of Cambridge and NYU Abu Dhabi)
Panelists: Francisco Alarcón (CSUCA), Wendy Miranda (Comisión Presidencial GAE de Guatemala), Enrique Pazos (Senacyt Guatemala), Armando Euceda (Departamento de Ciencias Naturales, UPNFM, Honduras), Federico Muñoz (Facultad de Ciencias, UCR, Costa Rica), José Luis León Salazar (CONARE, Costa Rica), Melissa Cruz ( Red CAHEP - UNAH Honduras)

Abstract: Irene is an expert of cosmic fireworks, such as the death of massive stars and the spectacular smashup of their remnants. She investigates how quantum physics, affecting the building blocks of matter, drive these gigantic cosmic explosions, forging the elements of the periodic table essential to our life. In this cosmic journey, we will find us, humans, inextricably connected to the mesmerizing lifecycle of stars.

Abstract: Los medios anuncian con frecuencia nuevos logros en computación cuántica. ¿Estamos al borde de una revolución en la manera en la que entendemos el mundo digital? ¿Qué es, realmente, un ordenador cuántico, y en qué se diferencia de sus análogos clásicos? ¿Y qué es ese misterioso "entrelazamiento cuántico", que parece ser responsable de las altas capacidades de los ordenadores cuánticos? En esta charla abordaremos estas preguntas partiendo de una explicación intuitiva de las bases de la mecánica cuántica, dirigida a estudiantes de primeros cursos de física, ciencias e ingeniería.

Abstract: Esta charla aborda el obstáculo más crítico para la escalabilidad de la Computación Cuántica: la decoherencia. Comenzaremos revisando los fundamentos esenciales, como la superposición y la representación de qubits en la esfera de Bloch, para comprender cómo la interacción inevitable con el entorno degrada la información cuántica, transformando los estados puros en mezclas clásicas. 
Exploraremos los canales de ruido más comunes, como el Bit-Flip y el Phase-Flip, y su modelado matemático. Después nos centraremos en los Códigos de Corrección de Error Cuántico (QECC), demostrando cómo es posible proteger la información sin violar el teorema de no-clonación mediante el uso del entrelazamiento y qubits auxiliares. Analizaremos casos prácticos, desde el código de repetición de 3 qubits hasta el código de Shor y concluiremos examinando el teorema del umbral, el cual dicta los límites de ruido físico permitidos para que estas correcciones sean efectivas en la práctica.

Abstract: ¿Cómo diagnosticamos que un sistema cuántico de muchos cuerpos es caótico? Los indicadores tradicionales para medir el caos cuántico, aunque útiles en teoría, son muy difíciles de implementar en un laboratorio. En esta charla, proponemos un enfoque alternativo. En lugar de analizar el sistema completo, estudiamos la dinámica de una pequeña parte de él usando las herramientas de los canales cuánticos. Introducimos una medida de información cuántica, la pureza de Choi-Jamiolokowski, como un nuevo indicador de caos. Para validar este indicador, analizamos la pureza de Choi-Jamiolokowski del canal cuántico de un solo espín en cadenas de espines. Los resultados demuestran que puede identificar la emergencia del caos, abriendo nuevas posibilidades para su detección experimental en el laboratorio.

Abstract:  Se hablará sobre la experiencia de trabajar en ciencia y tecnología cuánticas en Centroamérica, especialmente en El Salvador. Se presentarán brevemente las líneas de investigación  que se realizan en esta área en nuestro grupo de investigación en el Laboratorio de Espectroscopia Óptica de la Universidad de El Salvador. También las formas de financiamiento, cooperación y formación en las diferentes actividades de nuestro grupo y se describirá brevemente el programa de doctorado regional en física.

We will discuss the experience of working in quantum science and technology in Central America, especially in El Salvador. We will briefly present the lines of research being carried out in this area by our research group at the Optical Spectroscopy Laboratory of the University of El Salvador. We will also discuss the forms of funding, cooperation, and training involved in our group's various activities and briefly describe the regional doctoral program in physics.

Abstract: TBA

Speaker: Miguel Peiró, Academia Arte y Ciencia de Madrid

Abstract: En esta charla exploraremos el poder de las metáforas en la comunicación científica. Uno de los grandes retos al divulgar ciencia es transmitir conceptos abstractos y complejos sin perder coherencia ni profundidad. Con un enfoque participativo, veremos cómo el arte ofrece imágenes y paisajes sugerentes para iluminar ideas científicas y, en particular, para acercarnos a la física cuántica. Analizaremos dos movimientos artísticos, el impresionismo y el cubismo, y profundizaremos en su relación metafórica con la cuántica, para comprender cómo las metáforas tienden puentes entre el conocimiento científico y la experiencia humana.

Abstract: El objetivo de esta charla es presentar el uso de la difracción de neutrones a ángulos pequeños para estudiar los mecanismos cuánticos que dan origen a estructuras topológicas de espines, conocidos como skyrmions magnéticos, en nuevos materiales.
Debido a sus propiedades topológicas, los skyrmions magnéticos pueden ser aplicados en el almacenamiento y procesamiento de datos en sistemas de cómputo. En esta investigación, la interacción de un haz de neutrones con el espín del cobre presente en monocristales de Cu2OSeO4 y la implementación de diferentes geometrías de difracción posibilitaron la identificación de los diferentes patrones de orden magnético presentes en el diagrama de fase del material.
Nuestro análisis de los diagramas de fase para cada geometría revela el papel de la anisotropía magnética de alto orden en la estabilidad de la fase de skyrmions, lo que implica una intensa competencia de interacciones cuánticas en el material estudiado.

Abstract: Experimental low energy nuclear physics incorporates a wide breadth of techniques to reveal fundamental properties of nature. For example, decay spectroscopy and laser spectroscopy of radioactive nuclei far from stability have proven to be robust tools to study nuclear structure-allowing scientists to deduce nuclear shape, spin states, and decay modes. Direct applications of these measurements can be applied to e.g. dark matter searches and beyond the standard model physics.
Typical beam energies of radioactive beams used for low energy nuclear physics experiments are within the realm of 30 keV, which is several orders of magnitude lower that the beam energies used at CERN’s Large Hadron Collider (~TeV). This talk will give an overview of high precision spectroscopic measurements performed at different facilities which are relevant to the development of the 229mTh nuclear clock, constraints on the neutron equation of state and its link to neutron stars, and proton emitting nuclei. Details on the commissioning of a new low-energy experimental setup, “S3-Low Energy Branch”, will also be mentioned. This new apparatus incorporates in-gas-jet laser and ionization spectroscopy, mass spectrometry, and decay spectroscopy as tools for low energy physics experiments of exotic nuclei.


Perspectivas sobre experimentos de física nuclear de baja energía

 La física nuclear experimental de baja energía abarca una amplia gama de técnicas para revelar propiedades fundamentales de la naturaleza. Por ejemplo, la espectroscopía de desintegración y la espectroscopia láser de núcleos radiactivos alejados de la estabilidad han demostrado ser herramientas robustas para estudiar la estructura nuclear, permitiendo a los científicos deducir la forma de los núcleos, los estados de espín y los modos de desintegración. Las aplicaciones directas de estas mediciones son, por ejemplo, la búsqueda de materia oscura y la física más allá del modelo estándar.
Las energías típicas de los haces radiactivos utilizados en experimentos de física nuclear de baja energía se sitúan en torno a los 30 keV, varios órdenes de magnitud inferiores a las energías de los haces utilizados en el Large Hadron Collider de CERN (~TeV). Esta charla ofrecerá una visión general de las mediciones espectroscópicas de alta precisión realizadas en diferentes instalaciones, relevantes para el desarrollo del reloj nuclear de 229mTh, las restricciones sobre la ecuación de estado del neutrón y su relación con las estrellas de neutrones, y los núcleos emisores de protones. También se mencionarán los detalles sobre la puesta en marcha de un nuevo montaje experimental de baja energía, la "Rama de Baja Energía" (S3-LEB). Este nuevo aparato incorpora espectroscopía láser y de ionización en chorro de gas, espectrometría de masas y espectroscopía de desintegración como herramientas para experimentos de física de baja energía de núcleos exóticos.

Abstract: With the advent of quantum processors and algorithms, the race for functionality began. Several quantum technologies offer advantages over others, with superconducting qubits being the fastest. This makes them the most attractive technology despite suffering from two big drawbacks. The first is physical scaling, which is limited by the space inside refrigerators and the drop in cooling effectiveness as they grow. The second, and most crucial, is short coherence times and noisy operations, which render them barely usable in their current state. This second aspect is the focus of our work as we optimize algorithmic implementations of error-correcting codes to improve reliability, aiming at real-time execution.

Abstract: The Open Quantum Institute at CERN is a collaborative platform to develop applications of Quantum Computing for society. Teams of for and non-profit stakeholders, supported by OQI, are sharing their resources/knowhow to design algorithms to help solving real life problems related to UN Sustainable Development Goals. A few such applications will be presented at various stages of development. Focusing on underserved geographies, educations programs have also been developed to train tomorrow’s talent in Quantum technologies. This talk will present OQI, its missions, and detail how our education and capacity building initiatives are being deployed. These include Hackathons, Internships, Online certifications, Schools and Bootcamps, and a program to Quick start curriculum design in partner universities. Initiatives to train decision makers will also be discussed like our Quantum Diplomacy game, or our Quantum Unplugged series.

Abstract: For single-parameter sensing, Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) probes achieve optimal quantum-enhanced precision across the unknown parameter range,  solely relying on parameter-independent separable measurement strategies for all values of the unknown parameter.  However, in the multiparameter setting,  a single GHZ probe not only fails to achieve quantum advantage but also the corresponding optimal measurement becomes complex and dependent on the unknown parameters. Here, we provide a recipe for multiparameter sensing with GHZ probes using quantum error correction techniques by treating all but one  unknown parameters as noise, whose effects can be corrected.   This strategy restores the core advantage of single parameter GHZ-based quantum sensing, namely reaching optimally quantum-enhanced precision for all unknown parameter values while keeping the measurements separable and fixed. Specifically, given one shielded  ancilla qubit per GHZ probe, our protocol extracts optimal possible precision for any probe size. While this optimal precision is shot-noise limited for a single GHZ probe, we recover the Heisenberg scaling through use of multiple complementary GHZ probes.

Abstract: Este estudio presenta un diseño racional y la caracterización inicial de MXenes 2D de solución sólida basados en Niobio (Nb0.8M0.2)4C3Tx (M = Sc--Zn) como una plataforma avanzada para la espintrónica, buscando combinar alta conductividad intrínseca con magnetismo controlable. Empleando cálculos de Primeros Principios (DFT), se establece una metodología rigurosa que incluye la simulación del desorden composicional mediante la aproximación SQS (Special Quasirandom Structure) y el tratamiento de correlaciones electrónicas con DFT+U. Los resultados iniciales confirman la alta polarización de spin de los compuestos y se centran en la exploración de interacciones magnéticas clave para la funcionalidad.
La detección de frustración de spin y la subsiguiente cuantificación de la Anisotropía Magnética y la Interacción de Dzyaloshinskii-Moriya (DMI) son cruciales para:
a) predecir las Temperaturas de Curie mediante simulaciones de Monte Carlo  
b) evaluar el potencial de estos sistemas 2D para la estabilización de skyrmiones magnéticos y el desarrollo de dispositivos espintrónicos de baja disipación.