AVANCE PARA CONSEGUIR ORDENADORES CUÁNTICOS

[eduardo dd]

Aislan y captan en imagen átomos en rápido movimiento.

Noticia completa..
http://www.europapress.es/sociedad/cien ... 81200.html

[Hypatia]

Históricamente, aunque los ordenadores habrían sido posibles no ya con Pascal, sino en los tiempos del mecanismo de Antikitera (s. I AEC), la presión para investigarlos nace en las guerras mundiales, primero para calcular el tiro de artillería de larga distancia, después para romper algoritmos de encriptación.

Las técnicas de encriptación más usadas en la actualidad se basan en una operación que implica el producto de dos números primos: es muy fácil de hacer, pero la factorización de números grandes requiere una capacidad de cálculo ingente. El premio es el acceso a toda clase de comunicaciones secretas, control de armamento, falsificación de firma electrónica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Criptograf ... C3%A9trica[/wikipedia]

[Shé]

Verifica los enlaces, Hypatia. Creo que no es el primero que cuelgas que no funciona. Ni idea de por qué, pero probablemente la opción "wikipedia" para marcar la URL no está funcionando.

[carlis]

Sí funciona, pero hay que quitar lo de "http://wikipedia.org/wiki" de delante. Y también hay que poner el título tal cual, con sus acentos y todo. He editado tu último mensaje, Shé, para que lo veas.

Un saludo!

[Shé]

Ah, pero es que entonces esta opción no es para enmarcar la URL.

Creo que la mayoría no sabemos esto.

Probablemente la forma en que colgamos los videos de youtube no sea tampoco la correcta.

[Hypatia]

O séase: "["wikipedia"]"Criptografía asimétrica"["/wikipedia"]" , no hay más que cascarlo tal y como sugiere el globo amarillo sobre el botón [wikipedia], que andamos todos con desde que cambiamos la máquina de escribir OLYMPIA por el invento del maligno éste del lordenador.

Vale, a la enésima va la vencida. Podría dormir un poco algún día también.

[eduardo dd]

Avance en ordenadores cuánticos: primera memoria de un solo átomo

Actualmente, es difícil que una tarjeta de memoria de datos pueda ser más pequeña: sin embargo, un grupo de investigadores que trabaja con Gerhard Rempe en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching ha almacenado la información cuántica en un solo átomo. Los investigadores escribieron el estado cuántico de los fotones individuales, es decir, partículas de luz, en un átomo de rubidio y fueron capaces de leerlo después. Esta técnica puede ser utilizada, en principio, para el diseño de potentes ordenadores cuánticos que trabajen en red a distancias grandes.

Los ordenadores cuánticos algún día serán capaces en una décima de segundo de realizar tareas de cómputo que las computadoras actuales tardarían años.Este nuevo tipo de ordenadores tomarán su enorme potencia de cálculo de su capacidad de procesar simultáneamente las diversas piezas de información que se almacenan en el estado cuántico de los sistemas físicos microscópicos, como átomos o fotones. Con el fin de ser capaces de operar, las computadoras cuánticas deben intercambiar estas piezas de información entre sus componentes individuales. Los fotones son especialmente adecuados para ello. Las partículas de materia sin embargo, se utilizarán para el almacenamiento y procesamiento de información. Los investigadores están buscando métodos por el que se pueda intercambiar información cuántica entre fotones y materia. Aunque esto ya se ha hecho con conjuntos de muchos miles de átomos, los físicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching han demostrado que la información cuántica también se pueden intercambiar entre átomos y fotones en una forma controlada.

El uso de un solo átomo como una unidad de almacenamiento tiene varias ventajas -la miniaturización extrema es solo una de ellas, dice Holger Specht de la Garching-Instituto Max Planck, quien estuvo involucrado en el experimento. La información almacenada puede ser procesado por la manipulación directa en el átomo, lo cual es importante para la ejecución de operaciones lógicas en una computadora cuántica. “Además, ofrece la oportunidad de comprobar si la información cuántica almacenada en el fotón se ha escrito correctamente en el átomo sin destruir su estado cuántico”, dice Specht. Por tanto, es posible determinar en una fase temprana de un proceso de cálculo si debe repetirse debido a un error de almacenamiento.

El hecho de que nadie había logrado hasta hace muy poco el intercambio de información cuántica entre fotones y átomos individuales se debe a que la interacción entre partículas de luz y átomos es muy débil. El átomo y el fotón no se tienen muy en cuenta, por así decirlo, como dos invitados a una fiesta que apenas hablan entre sí, y por lo tanto puede intercambiar sólo un poco de información. Los investigadores en Garching han mejorado la interacción con un truco. Colocaron un átomo de rubidio entre los espejos de un resonador óptico, y luego utilizaron pulsos láser muy débiles para introducir fotones individuales en el resonador. Los espejos del resonador reflejan los fotones y varias veces su trayectoria, lo que mejora notablemente la interacción entre fotones y átomos. Siguiendo con el ejemplo anterior, los invitados a la fiesta incrementan las oportunidades de hablar entre sí.

Los fotones llevaron la información cuántica en forma de su polarización. Esto puede ser zurdo (la dirección de la rotación del campo eléctrico es a la izquierda) o la derecha (sentido horario). El estado cuántico del fotón puede contener ambas polarizaciones simultáneamente como un estado llamado de superposición. En la interacción con los fotones del átomo de rubidio, este suele ser excitado, para perder posteriormente esa excitación por medio de la emisión de un fotón probabilístico más. Los investigadores no quería que esto sucediera. Por el contrario, la absorción de los fotones fue para lograr que el átomo de rubidio se mantuviera en un estado estable a nivel cuántico. Los investigadores lo lograron gracias a la ayuda de un haz láser adicional, el láser de control de llamada, que se enfoca sobre el átomo de rubidio al mismo tiempo que interactuó con el fotón.

La orientación del espín del átomo contribuye decisivamente al estado cuántico estable generado por el láser de control y el fotón. El espín da el átomo un momento magnético. El estado cuántico estable, lo que los investigadores utilizan para el almacenamiento, por lo tanto es determinado por la orientación del momento magnético. El estado se caracteriza por el hecho de que refleja el estado de polarización del fotón: la dirección del momento magnético corresponde a la dirección de rotación de la polarización del fotón, una mezcla de ambas direcciones de rotación son almacenados por una mezcla correspondiente de momentos magnéticos.

Este estado es leído por el proceso inverso: la irradiación del átomo de rubidio con el láser de control de nuevo, hace que vuelva a emitir el fotón, que fue originalmente incidido en él. En la gran mayoría de los casos, la información cuántica de los fotones de lectura estaba de acuerdo con la información almacenada originalmente, como los físicos descubrieron en Garching. La cantidad que describe esta relación, la fidelidad, fue de más del 90 por ciento. Esto es significativamente mayor que la fidelidad del 67 por ciento que se puede lograr con los métodos clásicos, es decir, aquellos que no se basan en efectos cuánticos. El método desarrollado en Garching por tanto, es una memoria cuántica real.

Los físicos midieron el tiempo de almacenamiento, es decir, el tiempo que la información cuántica se puede conservar en el rubidio, que fue de alrededor de 180 microsegundos. “Esto es comparable con los tiempos de almacenamiento de todas las memorias cuánticas anterior basadas en conjuntos de átomos”, dice Stephan Ritter, otro investigador involucrado en el experimento. Sin embargo, es necesario un tiempo significativamente más mayor de almacenamiento para que el método pueda utilizarse en una computadora cuántica o una red cuántica. Hay también una característica de calidad más de la memoria cuántica de un solo átomo de Garching, que se puede mejorar: la eficiencia de la llamada. Es una medida que cuantifica cuantos de los fotones irradiados se almacenan para poder leer después. Ese indice fue de algo menos del 10 por ciento.

El tiempo de almacenamiento es limitado principalmente por las fluctuaciones del campo magnético del entorno de laboratorio, dice Ritter. “Por lo tanto, se puede aumentar mediante el almacenamiento de la información cuántica en estados cuánticos de átomos que sean insensibles a los campos magnéticos.” La eficacia está limitada por el hecho de que el átomo no pueda quedarse quieto en el centro del resonador, sino que se mueve. Esto hace que la fuerza de la interacción entre átomos y fotones disminuya. Los investigadores pueden así mejorar la eficiencia: mediante una mayor refrigeración del átomo, es decir, reduciendo aún más su energía cinética.

Los investigadores del Instituto Max Planck en Garching quieren trabajar en estas dos mejoras. “Si esto tiene éxito, las perspectivas de una memoria cuántica de un solo átomo serían excelentes”, dice Stephan Ritter. La interfaz entre luz y átomos individuales que permite a los átomos formar una red en una computadora cuántica entre sí, sería posible sin este tipo de interfaz, un hecho que haría un ordenador más potente. Por otra parte, el intercambio de fotones permitiría entrelazar átomos a través de distancias grandes. El entrelazado cuántico es una especie de enlace entre partículas en mecánica cuántica, que es necesario para transportar información cuántica a través de distancias grandes. La técnica ya se está desarrollando en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y podría algún día conviertirse en un componente esencial de un hipotético “Internet cuántico”.

Autor: Christian Meier

https://universodoppler.wordpress.com/2 ... olo-atomo/

[eduardo dd]

Un nuevo centro de investigación pone a prueba el primer ordenador cuántico

Fundado por la USC de Estados Unidos, en él se analizará una tecnología potencialmente revolucionaria

La Universidad del Sur de California (USC), en Estados Unidos, ha fundado el primer centro destinado específicamente a explorar el potencial de una tecnología de vanguardia: la informática cuántica. Para ello, el centro cuenta con el D-Wave One, el único ordenador disponible actualmente en el mercado que se vale de este sistema. Su adquisición permitirá a los investigadores progresar en sus estudios y desarrollar nuevas teorías que conduzcan a la consolidación de un campo potencialmente revolucionario. Por Patricia Pérez.

http://www.tendencias21.net/Un-nuevo-ce ... a9395.html

Todavía queda lejos la posibilidad de tener un ordenador cuántico en casa, e incluso existe mucho escepticismo en torno a este campo, al tratarse de una tecnología que, pese a los avances en los últimos años, se encuentra en sus estadios iniciales, dado su alto nivel de complejidad. Basta decir que, a diferencia de una computadora clásica, que codifica el 1 o el 0 utilizando los bits tradicionales, los ordenadores cuánticos se basan en qubits, una unidad de información relacionada con las propiedades cuánticas de un átomo físico.

La mecánica cuántica permite a las partículas estar en dos sitios a la vez, lo que quiere decir que estos ordenadores podrían codificar el 1 y el 0 al mismo tiempo, originando así en gran medida la aceleración del sistema. Esta propiedad se conoce como superposición y, junto con el efecto túnel a través de barreras de energía, permite al ordenador realizar cálculos de optimización mucho más rápido que los convencionales. El resultado, en teoría, es que los sistemas cuánticos procesarían cada respuesta posible al mismo tiempo, en lugar de hacerlo de una en una, reduciendo el tiempo de ejecución de algunos algoritmos de miles de años a segundos.

Superar algunos escollos

Sin embargo, existen algunos obstáculos en el camino que dificultan el desarrollo de esta tecnología. Para vencer esos escollos, la Universidad del Sur de California (USC), en Estados Unidos, fundó en octubre el USC-Lockheed Martin Quantum Computing Center, donde se ha instalado el llamado D-Wave One, que está considerado el primer ordenador cuántico comercial. El mismo salió a la venta en mayo con un valor aproximado de 10 millones de dólares, y es propiedad de Lockheed Martin, multinacional de la industria aeroespacial con grandes recursos en tecnología avanzada.

Universidad y empresa se han unido para explorar el potencial de esta tecnología emergente, en un centro en el que los investigadores podrán poner a prueba sus teorías. Así lo recoge la propia USC en un comunicado, en el que concreta que el D-Wave One se ha instalado en el campus USC Information Sciences Institute en Marina del Rey, California.

“Hemos sido fuertes en la computación cuántica durante años, pero este desarrollo supone en realidad un gran salto para nosotros”, afirmó Daniel Lidar, profesor de Química en la USC que trabaja como director científico y técnico del centro, y persona que inició los esfuerzos que culminaron en el desembarco del D-Wave One.


Junto a él trabajan 15 miembros de USC Dornsife e investigadores de USC Viterbi, además de titulados de la misma universidad y estudiantes de posdoctorado, en busca de respuestas al desconcertante mundo de los sistemas cuánticos. “En lugar de simplemente escribir teorías, por fin podremos comprobarlas en un sistema real y concreto”, señaló Paolo Zanardi, otro de los profesores implicados en la investigación.

D-Wave One y los problemas de optimización

La base en que se sustenta D-Wave One es su procesador cuántico de 128 qubits, al que se ha llamado Rainier. Este se ha diseñado para hacer una tarea específica, una operación matemática denominada optimización discreta que es aplicada a procesos de solución de problemas de optimización, por lo que se comporta como un sistema muy especializado.

Su uso servirá a los investigadores para desarrollar métodos para la construcción de nuevos algoritmos de optimización cuántica, para el estudio de la física fundamental del entrelazamiento o en experimentos de computación cuántica adiabática. Esta última es una técnica usada en la mayor parte de los prototipos de estos ordenadores, que permite enfriar circuitos en un estado de superconductividad (capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica con resistencia y pérdida de energía cercanas a cero en determinadas condiciones), en el que los electrones fluyen libremente, llegando de esta manera al estado qubital.

Pero sin duda, la mayor parte de las pruebas se centrará en el desarrollo de algoritmos de optimización, lo que puede ayudar a detectar errores en los programas de ordenador. “La optimización tiene el poder de encontrar una aguja en un pajar”, indicó Stephan Haas, profesor de Física y Astronomía, y vicedecano de Investigación de USC Dornsife.

“Un modelo tiene infinitas soluciones, pero sólo una de ellas es óptima”, continuó Haas. “La solución óptima puede ser una entre mil millones. Con un ordenador tradicional se tardaría una eternidad en encontrar la solución óptima, pero con una computadora cuántica, la búsqueda es mucho más acelerada“.

Superar al PC tradicional

Los estudios también abordarán la gestión de la decoherencia, uno de los principales obstáculos en el intento de los investigadores para crear ordenadores cuánticos duraderos. Y es que el mismo principio que impulsa a estas computadoras para funcionar a altas velocidades también puede ser una traba que se inicia con partículas cuánticas de superposición golpeando el sistema cuántico.

El comunicado de la USC representa el sistema cuántico como un punto en el espacio que debe seguir una trayectoria precisa. Algo bastante simple, si no fuera porque la interacción continua del sistema cuántico con el medio ambiente al azar se inicia alrededor de los puntos y fuera de la trayectoria. Así las cosas, la clave es la protección de la información cuántica y el control de la decoherencia.

“Para poder superar a los dispositivos clásicos de procesamiento de la información, los componentes cuánticos tienen que ser muy estables”, explicó el profesor Zanardi, quien matizó además que “esta rareza cuántica es el ingrediente extra que nos da aceleraciones de cálculo, en comparación con algoritmos clásicos que son muy frágiles”.

Diversos desafíos, en definitiva, serán los que afronten los investigadores de la universidad californiana en torno a la construcción de un ordenador cuántico, con el objetivo de facilitar su desarrollo en el futuro. “Esta tecnología va a ser un campo de pruebas ideal para nuestras teorías y nos permitirá desarrollar nuevos estudios en otras direcciones”, expresó el profesor Zanardi. “Espero grandes cosas del procesador, todos estamos entusiasmados”, concluyó el científico.

[eduardo dd]

Nobel de física para los pioneros del superordenador cuántico

El francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland reciben el galardón por ser capaces de observar de forma directa partículas cuánticas individuales. Su avance puede permitir que en el futuro se construyan computadores millones de veces más potentes que los actuales.

Mas inf...http://esmateria.com/2012/10/09/nobel-d ... -cuantico/

[edschurzbok]

Con el desarrollo de la computación cuántica no hay clave clásica para cualquier sistema informático que se resista a ser conocida. De todos modos por lo que sé esta tecnología está lejana.

[eduardo dd]

Se me escapa la transcendencia de poder observar de forma directa partículas cuánticas individuales.

Como ha dicho Haroche:

Es muy probable que las aplicaciones con mayor impacto sean distintas de las que ahora parecen evidentes.

Un saludo.