Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) recién dieron un enorme paso más cerca de un ordenador cuántico
La cámara de vacío utilizada por los investigadores para enfriar las moléculas. Crédito de la imagen: Jose-Luis Olivares / MIT
Por Monica Hunter-Hart, para Inverse Media Julio 27 de 2017
El ordenador cuántico ha sido durante mucho tiempo un sueño para los técnicos, físicos y cualquier persona que le guste la idea de cálculos incomprensibles realizados a velocidades incomprensibles. Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) acaba de dar un gran paso hacia ese objetivo: descubrieron que las moléculas de sodio y potasio ultrafrias pueden funcionar como los "qubits" extremadamente estables necesarios para hacer realidad esa fantasía.
¿Qué son los ordenadores cuánticos?
Nadie ha hecho uno, pero la gente ha estado teorizando sobre ellos durante casi un siglo. Estas computadoras codificarían la información como qubits, o "bits cuánticos", que funcionaría con superposiciones de 0 y 1; En otras palabras, los bits de información estarían codificados por un 0 y un 1, a diferencia de un 0 o un 1, como los equipos que usamos ahora. Las computadoras cuánticas funcionarían tan rápidamente que harían que nuestras computadoras actuales no tuvieran sentido, como la máquina de escribir en el ático de su abuela.
Para crear una computadora cuántica con estos bloques de construcción de qubit, los científicos necesitan lograr tres pasos importantes.
En primer lugar, las partículas deben quedar atrapadas el tiempo suficiente para ser elegidas para su uso.
En segundo lugar, las partículas necesitan ser capaces de llevar la información cuántica suficiente para ejecutar el paso tres.
En tercer lugar, las partículas deben ser capaces de interactuar entre sí para realizar los cálculos.
Las moléculas son mucho más adecuadas para el tercer paso que los átomos: "Normalmente, los átomos tienen que realmente encontrarse unos con otros, casi uno encima de otro, antes de ver que haya otro átomo para interactuar", dijo el profesor Martin Zwierlein a MIT News , "Mientras que las moléculas se pueden ver (desde una distancia relativamente lejana)".
El equipo del MIT decidió utilizar una molécula de sodio y potasio para los experimentos: Ya es una molécula bastante estable, y ya que se compone de sólo dos átomos, es más fácil de enfriar y llevar a un estado aún más estable, y por lo tanto controlable.
La representación de un artista de un átomo de sodio ultrafrio se fusionó con un átomo de potasio. Crédito de la imagen: Jose-Luis Olivares / MIT
El equipo enfrió estas moléculas hasta sólo unas pocas décimasimas de un grado más alto que el cero absoluto. A esta temperatura, las moléculas fueron capaces de ser atrapadas y llevar la información cuántica durante un período de un segundo.
Eso puede no parecer mucho tiempo, pero lo es. Experimentos anteriores sólo han sido capaces de obtener partículas para mantener la información cuántica por un milésimo de segundo, por lo que se trata de una mejora masiva. Los investigadores estiman que tales moléculas serán capaces de hacer un cálculo en una fracción de milisegundo, lo que significa decenas de miles de cálculos en un segundo, y esa relación " Ha sido declarado como uno de los requisitos para una computadora cuántica ", dice Zwierlein.
Por lo tanto, los pasos uno y dos están buscando bastante bien. Pero no olvide que otro aspecto clave de la creación de un ordenador cuántico: el tercer paso, en el que múltiples partículas de qubit interactúan entre sí. El experimento del MIT se realizó con una sola molécula; Ahora que los científicos saben que la molécula es capaz de mantener la información cuántica durante un segundo, pueden intentar obtener dos de estas moléculas para realizar un cálculo en conjunto.
"Si podemos atrapar una molécula, podemos atrapar dos", dice el Profesor Sebastian Will. "Y entonces podemos pensar en implementar una 'operación de puerta cuántica' — un cálculo elemental — entre dos qubits moleculares que se sientan uno al lado del otro".
Una vez que los investigadores pueden obtener cientos de moléculas de qubit trabajando juntos, podrán hacer una computadora con capacidades que son mucho más allá de cualquier cosa que un dispositivo puede hacer ahora: algo que podría "realizar cálculos tan complejos que ninguna computadora existente podría empezar a Comprobar las posibilidades ", explica MIT News.
Desafortunadamente, sin embargo, puede tomar una década o más antes de que una computadora se pueda hacer, dijeron los investigadores a MIT News. Pero esto sigue siendo un paso enorme e importante. Puede ser difícil de imaginar ahora, pero algo así como el masivamente talentoso Alienware "Threadripper" parecerá como esa máquina de escribir en comparación con lo que viene.
Fotos por MIT, Jose-Luis Olivares / MIT
Monica Hunter-Hart es periodista con sede en la ciudad de Nueva York. Ella es originaria de Massachusetts, y ha escrito para Paste Magazine, San Francisco Classical Voice, y mucho más. Puede comunicarse con ella en [email protected]
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La cámara de vacío utilizada por los investigadores para enfriar las moléculas. Crédito de la imagen: Jose-Luis Olivares / MIT
Por Monica Hunter-Hart, para Inverse Media Julio 27 de 2017
El ordenador cuántico ha sido durante mucho tiempo un sueño para los técnicos, físicos y cualquier persona que le guste la idea de cálculos incomprensibles realizados a velocidades incomprensibles. Un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) acaba de dar un gran paso hacia ese objetivo: descubrieron que las moléculas de sodio y potasio ultrafrias pueden funcionar como los "qubits" extremadamente estables necesarios para hacer realidad esa fantasía.
¿Qué son los ordenadores cuánticos?
Nadie ha hecho uno, pero la gente ha estado teorizando sobre ellos durante casi un siglo. Estas computadoras codificarían la información como qubits, o "bits cuánticos", que funcionaría con superposiciones de 0 y 1; En otras palabras, los bits de información estarían codificados por un 0 y un 1, a diferencia de un 0 o un 1, como los equipos que usamos ahora. Las computadoras cuánticas funcionarían tan rápidamente que harían que nuestras computadoras actuales no tuvieran sentido, como la máquina de escribir en el ático de su abuela.
Para crear una computadora cuántica con estos bloques de construcción de qubit, los científicos necesitan lograr tres pasos importantes.
En primer lugar, las partículas deben quedar atrapadas el tiempo suficiente para ser elegidas para su uso.
Las computadoras cuánticas funcionarían tan rápidamente que harían que nuestras computadoras actuales no tuvieran sentido, como la máquina de escribir en el ático de su abuela.
En segundo lugar, las partículas necesitan ser capaces de llevar la información cuántica suficiente para ejecutar el paso tres.
En tercer lugar, las partículas deben ser capaces de interactuar entre sí para realizar los cálculos.
Las moléculas son mucho más adecuadas para el tercer paso que los átomos: "Normalmente, los átomos tienen que realmente encontrarse unos con otros, casi uno encima de otro, antes de ver que haya otro átomo para interactuar", dijo el profesor Martin Zwierlein a MIT News , "Mientras que las moléculas se pueden ver (desde una distancia relativamente lejana)".
El equipo del MIT decidió utilizar una molécula de sodio y potasio para los experimentos: Ya es una molécula bastante estable, y ya que se compone de sólo dos átomos, es más fácil de enfriar y llevar a un estado aún más estable, y por lo tanto controlable.
La representación de un artista de un átomo de sodio ultrafrio se fusionó con un átomo de potasio. Crédito de la imagen: Jose-Luis Olivares / MIT
El equipo enfrió estas moléculas hasta sólo unas pocas décimasimas de un grado más alto que el cero absoluto. A esta temperatura, las moléculas fueron capaces de ser atrapadas y llevar la información cuántica durante un período de un segundo.
Eso puede no parecer mucho tiempo, pero lo es. Experimentos anteriores sólo han sido capaces de obtener partículas para mantener la información cuántica por un milésimo de segundo, por lo que se trata de una mejora masiva. Los investigadores estiman que tales moléculas serán capaces de hacer un cálculo en una fracción de milisegundo, lo que significa decenas de miles de cálculos en un segundo, y esa relación " Ha sido declarado como uno de los requisitos para una computadora cuántica ", dice Zwierlein.
Por lo tanto, los pasos uno y dos están buscando bastante bien. Pero no olvide que otro aspecto clave de la creación de un ordenador cuántico: el tercer paso, en el que múltiples partículas de qubit interactúan entre sí. El experimento del MIT se realizó con una sola molécula; Ahora que los científicos saben que la molécula es capaz de mantener la información cuántica durante un segundo, pueden intentar obtener dos de estas moléculas para realizar un cálculo en conjunto.
"Si podemos atrapar una molécula, podemos atrapar dos", dice el Profesor Sebastian Will. "Y entonces podemos pensar en implementar una 'operación de puerta cuántica' — un cálculo elemental — entre dos qubits moleculares que se sientan uno al lado del otro".
Una vez que los investigadores pueden obtener cientos de moléculas de qubit trabajando juntos, podrán hacer una computadora con capacidades que son mucho más allá de cualquier cosa que un dispositivo puede hacer ahora: algo que podría "realizar cálculos tan complejos que ninguna computadora existente podría empezar a Comprobar las posibilidades ", explica MIT News.
Desafortunadamente, sin embargo, puede tomar una década o más antes de que una computadora se pueda hacer, dijeron los investigadores a MIT News. Pero esto sigue siendo un paso enorme e importante. Puede ser difícil de imaginar ahora, pero algo así como el masivamente talentoso Alienware "Threadripper" parecerá como esa máquina de escribir en comparación con lo que viene.
Fotos por MIT, Jose-Luis Olivares / MIT
Monica Hunter-Hart es periodista con sede en la ciudad de Nueva York. Ella es originaria de Massachusetts, y ha escrito para Paste Magazine, San Francisco Classical Voice, y mucho más. Puede comunicarse con ella en [email protected]
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