domingo, 6 de marzo de 2016

¿El principio del fin de la criptografía actual? Crean la primera computadora cuántica escalable

Un equipo de investigadores del MIT y la Universidad de Innsbruck han diseñando y construido una computadora cuántica escalable de cinco átomos. Con éste equipo y utilizando pulsos láser, han sido capaces de implementar el algoritmo de Shor, la llave maestra para abrir (casi) cualquier clave criptográfica.

Muchos de los sistemas de cifrado actuales (ya sean tarjetas de crédito, secretos de estado o los memes que mandamos a través de algunas apps de mensajería) se basan en criptografías de fuente abierta. Precisamente el tipo de criptografía que este hallazgo haría obsoleta. Puede ser que estemos ante el primer paso de la siguiente gran revolución de la criptografía moderna.

La llave maestra de internet



En 1994, Peter Shor diseñó los planos de la gran llave maestra. Es decir, desarrolló un algoritmo cuántico que, de ser implementado en una máquina cuántica operativa, haría muchos de nuestros sistemas de cifrado obsoletos. Como hemos explicado otras veces, el cifrado o encriptación de clave pública se basa grosso modo en la existencia de cálculos que sobrepasan nuestra capacidad de computación actual.

Es un hecho computacional muy conocido: multiplicar dos números y obtener el resultado, es muy sencillo y rápido. Pero coger el resultado y averiguar qué qué dos números se han multiplicado (la factorización) es un infierno. Todos sabemos que 15 es el resultado de multiplicar 3 y 5. Pero con forme asciende el número de dígitos todo se hace más complicado, lento y laborioso. El número RSA-768 (un número de 232 dígitos) fue factorizado en 2009 tras dos años del trabajo de un grupo de investigadores.

Los RSA son un conjunto de número semiprimos muy grandes que forman parte del RSA Factoring Challenge, una competición para promover la investigación computacional. Por ejemplo, RSA ofrece 100.000 dólares al primero que factorice el número RSA-1024 que tiene 302 dígitos. Parece sencillo, pero antes de que nadie se lance a ello, los dos años de trabajo del RSA-768 serían unos 2000 años en un ordenador de sobremesa.

El cerrajero cuántico

Por ello, con la creación de una computadora cuántica escalable no solo han demostrado que el algoritmo de Shor, el algoritmo cuántico más complejo que tenemos, es implementable realmente. Sino que, de esta manera, todo lo que hay que hacer para computar un número mayor es hacer más grande el equipo. Es un enorme paso porque como explicaba Isaac Chuang, profesor de física e ingeniería eléctrica en el MIT y uno de los investigadores del proyecto: "La computación cuántica ha dejado de ser un asunto de física básica, ahora es un asunto de ingeniería". Tiempos nuevos para la criptografía.

Fuente: https://news.mit.edu
Imágenes :Alper Çuğun

Una diminuta 'start-up' quiere vencer a Google con su primer chip cuántico

Rigetti Computing cree que su primer prototipo estará listo en dos años y que una pequeña empresa es mejor entorno para escalar sus avances


La espaciosa sede de la start-up Rigetti Computing en California (EEUU) dispone de tres neveras pero sólo una aloja comida. Las otras dos utilizan helio líquido para enfriar unos chips informáticos experimentales hasta una fracción de un grado del cero absoluto. La empresa, de dos años de antigüedad, intenta desarrollar el hardware necesario para crear un ordenador cuántico, que podría superar a cualquier máquina convencional al aprovecharse de la mecánica cuántica.

El objetivo de la empresa es producir un prototipo de chip antes de finales de 2017 que sea mucho más complejo que los que fabrican otros grupos que trabajan en el desarrollo de ordenadores cuánticos totalmente programables. La siguiente generación de chips debería poder acelerar algunos tipos de aprendizaje de máquinas y ejecutar simulaciones químicas altamente precisas que podrían desvelar nuevos tipos de procesos industriales, según Chad Rigetti, el fundador y CEO de la empresa.

El responsable explica: "Los chips que lanzaremos podrán resolver unos problemas muy complejos". Como ejemplo, cita el proceso Haber-Bosch, utilizado para fabricar amoniaco en la producción de fertilizante, el cual se ha calculado que consume el 2% de la energía de todo el mundo. Identificar un catalizador más eficiente para la reacción podría resultar extremadamente valioso.

Rigetti tiene planes de llegar a ofrecer una especie de servicio de computación cuántica en la nube, que los clientes contratarían para utilizar los chips superconductores de la empresa para resolver problemas. También desarrolla un software que facilita que otras empresas escriban código para su hardware cuántico.

Ese plan requiere que Rigetti haga algunos avances científicos y desarrolle un tipo de ingeniería que hasta ahora está costando bastante trabajo a laboratorios gubernamentales, académicos y corporativos. Aunque los físicos han trazado las bases de cómo se podrían diseñar los ordenadores cuánticos y qué beneficios podrían aportar, llegar a construirlos está resultando complicado.

Foto: Un chip de computación cuántica hecho por Rigetti Computing con tres bits cuánticos, que representan bits digitales utilizando estados cuánticos.

Fabricar un ordenador cuántico requiere cablear unos dispositivos llamados qubits, que representan bits digitales de datos utilizando delicados estados de la mecánica cuántica. Al igual que los componentes básicos de un ordenador convencional, pueden codificar o bien un 0 o un 1. Pero también pueden adquirir un estado que es, en esencia, ambos al mismo tiempo. Cuando los qubits interactúan en ese estado de "superposición", pueden coger atajos computacionales imposibles para los ordenadores convencionales.

Los físicos han hecho qubits de varias maneras diferentes. Pero los investigadores académicos y gubernamentales sólo han conseguido coordinar pequeñas cantidades de qubits. Una start-up canadiense llamada D-Wave ha vendido un chip con más de 1.000 qubits a clientes que incluyen Lockheed Martin y Google, pero la tecnología aún no ha demostrado definitivamente los beneficios de un ordenador cuántico.

Los qubits son difíciles de operar en grupo porque los estados cuánticos que utilizan para representar los datos son extremadamente delicados y los dispositivos generan interferencias entre sí. Rigetti afirma que su empresa ha diseñado un qubit que debería resultar lo suficientemente estable para ser escalable, y que puede ser producido mediante técnicas convencionales de fabricación de chips.

La start-up actualmente está probando un chip de tres qubits fabricado con circuitos de aluminio sobre una oblea de silicio, y el diseño planificado para el año que viene debería contener 40 qubits. Rigetti asegura que eso es posible gracias al diseño que ha creado su empresa que reduce el número de prototipos que tendrán que desarrollar de camino al diseño final. Las versiones con 100 qubits o más podrían superar a los ordenadores normales en las simulaciones químicas y el aprendizaje de máquinas, explica.

Otros que trabajan en la computación cuántica comparten la creencia de que la tecnología de qubit por fin ha llegado al punto en el que los dispositivos pueden combinarse en mayor número. El líder del laboratorio de Google de computación cuántica, que como Rigetti emplea qubits superconductores, calcula que podrá fabricar chips con unos 100 qubits fiables dentro de un par de años (ver El hombre que puede lograr que Google cree el primer ordenador cuántico útil). Investigadores de IBM, del laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) y otros también han desarrollado qubits superconductores de alta calidad (ver Un nuevo chip de IBM refuerza la frágil información cuántica). Anteriormente, Rigetti trabajó en el grupo de investigación de computación cuántica de IBM.

"Es un momento muy emocionante", afirma el director del Centro para la Informática y Tecnología Cuántica de la Universidad del Sur de California (EEUU), Daniel Lidar. "Esto no es algo incremental; realmente empezamos a observar cómo varios grupos que trabajan en los qubits superconductores dan unos enormes pasos hacia delante". 

Sin embargo, aún dista mucho de estar claro cuándo se podrán fabricar unos chips cuánticos a gran escala, asegura Lidar. Hacer un esfuerzo serio para conseguirlo todavía requiere grandes inversiones, añade.

Los beneficios del negocio de publicidad en línea de Google habilitan a la empresa para dedicar unos enormes recursos a su laboratorio de computación cuántica si así lo desea. D-Wave, la única empresa que ofrece un chip superconductor a gran escala, emplea a más de 100 personas y ha recibido más de 120 millones de dólares (unos 107 millones de euros) de varios inversores, incluido el fundador de Amazon Jeff Bezos y la CIA.

La empresa de Rigetti hasta ahora ha recaudado cinco millones de dólares (unos 4,5 millones de euros) y emplea a 15 personas. Sostiene que los intensos confines de una start-up proporcionan el mejor entorno para abordar el gran reto de escalar la tecnología de qubits, y que de cara al futuro la empresa recaudará más dinero y ampliará la plantilla en función de las necesidades.

Fuente:http://www.technologyreview.es/

jueves, 10 de septiembre de 2015

Intel invierte 50 millones de dólares para el desarrollo de la informática cuántica



Intel anuncia hoy una colaboración de 10 años con la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) y TNO, la Organización Holandesa para la Investigación Aplicada, cuyo objetivo es impulsar los avances en informática cuántica. Para lograrlo, Intel invertirá 50 millones de dólares y proporcionará importantes recursos de ingeniería, tanto en las instalaciones de TU Delft y TNO como en las de Intel, así como soporte técnico.
La informática cuántica promete resolver complejos problemas que a día de hoy son prácticamente insuperables, incluyendo complejas simulaciones como análisis financieros a gran escala y un desarrollo de fármacos más efectivo. La informática cuántica es un área de investigación que Intel ha estado explorando porque tiene el potencial de aumentar las capacidades de los ordenadores de alto rendimiento del futuro.
“Tardaremos, al menos, doce años en tener un ordenador cuántico plenamente operativo, pero los esfuerzos en investigación práctica y teórica que estamos anunciando hoy marcan un importante hito en el camino para acercarlo más a la realidad”, declara Mike Mayberry, vicepresidente de Intel y director general de Intel Labs.
El objetivo de Intel es ampliar la experiencia en física de la universidad y los diferentes esfuerzos en investigación sobre informática cuántica contribuyendo con su experiencia en la fabricación avanzada, electrónica y arquitectura.
Se cree que ninguna compañía u organización podrá, por sí sola, tener éxito en el camino hacia la informática cuántica avanzada. Por contra, las alianzas como ésta entre Intel y el instituto QuTech en Delft, y la colaboración de la industria ayudarán a hacer realidad la promesa de un tema tecnológicamente tan complejo.
“Se necesita experiencia en electrónica especializada junto con física avanzada para acercar la informática cuántica a la realidad”, declara Mayberry. “Aunque el desarrollo del bit cuántico (cubit) ha sido el eje central de la investigación de la informática cuántica hasta la fecha, se necesitará la electrónica a baja temperatura para conectar, controlar y medir múltiples cubits. Es aquí donde podemos contribuir. Nuestra colaboración con QuTech explorará los avances en informática cuántica que podrían influir en toda la industria”.
“De aquí a cinco o diez años, los avances en informática cuántica exigirán cada vez más la combinación de una ciencia de excelencia junto con la ingeniería de más alto nivel”, asegura Lieven Vandersypen, investigador principal en QuTech. “Para fabricar circuitos complejos que contengan un gran número de bits cuánticos, es imprescindible el conocimiento de la industria de semiconductores, y QuTech está encantado de asociarse con la compañía de semiconductores líder en el mundo”.
¿Qué es la informática cuántica?
Los ordenadores cuánticos  utilizan bits cuánticos (cubits), a diferencia de los ordenadores digitales, que están basados en transistores y necesitan que los datos sean codificados en dígitos binarios (bits). Estos cubits pueden existir en múltiples estadios de manera simultánea, ofreciendo el potencial de realizar un gran número de cálculos en paralelo, acelerando el tiempo de resolución.

miércoles, 9 de septiembre de 2015

El ordenador cuántico: cuando el qubit se coma al bit

"A lo largo de este tiempo me e preguntado ¿y si todo lo que creemos esta errado?..."

Por Mar Gulis (CSIC)

Ordenadores, discos duros, memorias, teléfonos inteligentes, tablets… Estamos acostumbrados a que los dispositivos informáticos sean cada vez más pequeños y potentes. Esta evolución ya fue descrita en los años 60 por Gordon Moore, uno de los fundadores de Intel, quien notó que el tamaño de estos dispositivos se reducía a la mitad cada 18 meses. De mantenerse esta tendencia, cosa que hasta ahora ha ocurrido en líneas generales, en pocos años habremos alcanzado la escala de las partículas atómicas.
El problema es que el comportamiento de estas partículas es muy distinto al que tienen los cuerpos en el mundo macroscópico, el que habitamos los seres humanos. Las poco intuitivas leyes que rigen el mundo de las partículas atómicas, definidas por la mecánica cuántica, nos obligan a transformar el modo en que transmitimos y procesamos la información. En la escala de los nanómetros, los electrones escapan de los canales por los que deben circular (efecto túnel) haciendo que los chips dejen de funcionar.

Sin embargo, lo que en principio se presenta como una desventaja abre un gran abanico de oportunidades, como la posibilidad de desarrollar ordenadores cuánticos con una capacidad de cálculo extraordinaria. La clave reside en utilizar uno de los fenómenos más desconcertantes del mundo cuántico, la superposición de estados, para sustituir la unidad mínima de información de la computación tradicional, el bit, por una nueva unidad con un potencial mucho mayor, el qubit o quantum bit. Aunque las implicaciones de este concepto son muy serias, el término fue acuñado de forma jocosa por su similitud fonética con el cubit inglés: el codo, una unidad de medida en desuso.

Vayamos por partes. Según la mecánica cuántica todas las partículas atómicas pueden estar en varios estados a la vez. Es la acción de medir algún parámetro (velocidad, posición, etc.) la que rompe la superposición y lleva a la manifestación de un estado determinado. Inspirados en la famosa paradoja de Schrödinger, podríamos decir que un gato cuántico encerrado en una habitación hermética junto a una trampa mortal, está vivo y muerto al mismo tiempo hasta que se abre la puerta del recinto. El acto de abrir la habitación –la observación o medida– es lo que hace que el gato asuma uno de los dos estados posibles: vivo o muerto.

Algo similar puede ocurrir con ciertos parámetros de las partículas cuánticas: aunque se encuentran en una superposición de estados, en el momento de la medición solo pueden adoptar uno de entre dos posibles. Esto sucede en ciertas ocasiones con el nivel energético de los átomos, la polarización de los fotones o el espín de los electrones –la dirección en la que ‘giran’ sobre sí mismos–. En el caso del espín, por ejemplo, al medir solo podemos encontrarlo hacia arriba –digamos arbitrariamente que esto significa que gira en el sentido de las agujas del reloj– o hacia abajo –girando en sentido contrario–.

Pues bien, las partículas con estas propiedades se comportan como qubits. El físico del CSIC Salvador Miret explica que, “a diferencia de un bit, que representa un 0 o un 1, un qubit puede transmitir esos dos estados y una variedad ilimitada de estados intermedios o de superposición”. En otras palabras, mientras que con un bit solo podemos decir si el gato está vivo (0) o muerto (1), un qubit puede albergar el dato de que el gato está mitad vivo, mitad muerto; tres cuartos vivo, un cuarto muerto; o un 25,32% vivo y un 74,68% muerto… “Las posibilidades son infinitas porque los qubits no expresan magnitudes discretas, como los bits, sino continuas”, añade el investigador.
En consecuencia, el comportamiento de las combinaciones de bits y qubits también es muy diferente. Si con un bit podemos expresar dos estados (0 y 1), con dos podemos expresar cuatro (00, 01, 10 y 11) y con tres, ocho (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Por cada bit que añadamos a la cadena el número de posibilidades se incrementará de forma exponencial. Ahora bien, aunque el número de posibilidades puede llegar a ser enorme, siempre será finito.

Los grupos de qubits no solo permiten albergar una infinidad de valores sino que hacen que la capacidad de procesar información de forma simultánea crezca exponencialmente gracias a la superposición y al entrelazamiento cuánticos –también llamado correlación–. Teóricamente con un qubit podríamos hacer al menos dos operaciones paralelas; con dos, cuatro; con tres, ocho; y así sucesivamente. Esto supone una importante novedad con respecto a la informática tradicional, que hasta hace relativamente poco tiempo afrontaba las operaciones de modo lineal y no ofrece la misma capacidad de los qubits para trabajar de forma simultánea.

Imaginemos, por ejemplo, que queremos encontrar la salida a un enorme laberinto. La computación clásica tendría que procesar los distintos caminos uno por uno o en pequeños grupos hasta encontrarla, mientras que la computación cuántica nos permitiría probar miles de caminos en un solo segundo. Así, un ordenador cuántico de 30 qubits equivaldría a un procesador de 10 teraflops (10 millones de millones de operaciones por segundo), cuando los ordenadores actuales trabajan en el orden de los gigaflops (miles de millones de operaciones). Los investigadores estiman que con 60 bits cuánticos podría construirse un ordenador más potente que todos los ordenadores clásicos de la Tierra.

Llegados a este punto, es inevitable preguntarse por qué no existe aún el ordenador cuántico. La principal dificultad es lograr que las partículas interactúen entre ellas sin interferencias del entorno. La interacción no controlada con otras partículas destruye las propiedades cuánticas de las partículas haciendo que se rompa la coherencia (decoherencia) y que, entre otras cosas, abandonen la superposición de estados; por lo que resulta imposible obtener resultados que vayan más allá de lo que se conseguiría operando con bits.

Fuente: http://blogs.20minutos.es/ciencia-para-llevar-csic/2015/09/08/el-ordenador-cuantico-cuando-el-qubit-se-coma-al-bit/

miércoles, 29 de julio de 2015

En el mundo cuántico, hacia atrás no es lo mismo que hacia adelante

Consiguen que los fotones tarden más en recorrer un camino en un sentido que en otro

Científicos de Dinamarca han diseñado un sistema que permite emitir fotones que tardan más en recorrer un trayecto en un sentido que en otro. En uno de ellos interaccionan con un 'punto cuántico', o fuente de luz, y en el otro no. Esto tendrá aplicaciones en la computación cuántica, aseguran.

La tecnología cuántica basada en luz (fotones) tiene un gran potencial para la tecnología de la información radicalmente nueva basada en circuitos fotónicos. 

Hasta ahora, los fotones en circuitos fotónicos cuánticos se han comportado de la misma manera tanto si se movían hacia adelante como hacia atrás en un canal fotónico. Esto ha limitado la capacidad de controlar los fotones y por lo tanto de construir circuitos complejos para los ordenadores cuánticos fotónicos. 

Ahora investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague (Dinamarca) han descubierto un nuevo tipo de canales fotónicos, en el que atrás y adelante no son distancias iguales. Este sistema era un componente que faltaba para la construcción de circuitos fotónicos cuánticos a gran escala. Los resultados se publican en la revista científica Nature Nanotechnology. 

"El componente más pequeño de la luz es el fotón y los fotones son muy adecuados para llevar información. Un circuito cuántico basado en fotones podría contener mucha más información que lo que es posible con la tecnología informática actual y además la información no puede ser interceptada en el camino. Así que estamos trabajando para dar forma a la futura tecnología cuántica basada en la fotónica", explica Peter Lodahl, profesor y jefe del Grupo de Investigación en Fotónica Cuántica del Instituto Niels Bohr, en la nota de prensa de éste. 

Chips fotónicos 

Los investigadores han desarrollado un chip fotónico, en el que está incrustada una fuente de luz -un punto cuántico-. Emitiendo luz sobre el punto cuántico utilizando un láser, sus electrones se excitan, saltan de una órbita a otra y por lo tanto emiten un único fotón cada vez. 

La luz normalmente se emite en todas las direcciones, pero el chip fotónico se construye de manera que todos los fotones son enviados a través de un canal fotónico. Hasta ahora, todo bien. Pero el problema es que los fotones se envían en ambos sentidos por el canal fotónico y esto limita la eficiencia de la fuente de luz. Este es un problema que crece cuanto más grande y complejo se vuelve el circuito. 

"En nuestro trabajo para resolver el problema, hemos desarrollado un nuevo canal fotónico en el que podemos controlar los fotones para que sólo se envíen en un sentido. Es un nuevo descubrimiento fundamental", explica Lodahl.

Controlar el sentido 

Immo Söllner y Sahand Mahmoodian, dos investigadores postdoctorales del Grupo de Investigación en Fotónica Cuántica, han trabajado con la teoría y los experimentos. Explican que utilizan luz láser para excitar los electrones del punto cuántico, que saltan de una órbita a otra y por lo tanto emiten un solo fotón. 

Al controlar el espín de los electrones con un campo magnético, se puede obtener una emisión de luz totalmente diferente. Un fotón emitido desde un punto cuántico con un electrón "con spin hacia abajo" elige un sentido, mientras que el fotón emitido de un punto cuántico con un electrón "con spin hacia arriba" elige la dirección opuesta. 

Lo más emocionante de los nuevos canales de fotones quizás no es siquiera incluso que la dirección de la emisión de luz dependa del spin de los puntos cuánticos. También resulta que un fotón que entra desde un extremo del canal se comporta de manera diferente que un fotón que entra desde el otro extremo. 

Cuando los fotones se mueven en uno de los sentidos interactúan con el punto cuántico y esto ralentiza un poco al fotón, como si el fotón hubiera viajado un poco más lejos. En este sistema, adelante y atrás, por lo tanto ¡no son iguales distancias! Y las distancias desiguales no carecen de importancia, al contrario, son extremadamente importantes. 

"El fotón se retrasa un poco, ya que interactúa con el punto cuántico. Ahora tenemos una serie de nuevas oportunidades para controlar y diseñar la interacción entre un fotón y un punto cuántico, que es importante para el desarrollo de ordenadores cuánticos", explican Söllner y Mahmoodian. 

Fuentes de luz 

Søren Stobbe, que es profesor asociado del grupo de Cuántica Fotónica en el Instituto Niels Bohr, ha dirigido la producción de las nuevas fuentes de luz, en colaboración con el grupo de investigación del profesor Jin Dong Song, del Instituto Coreano de Tecnología, y añade que la nueva tecnología tiene la gran ventaja de que se basa en los mismos materiales semiconductores conocidos de la industria informática. Esto significa que el camino del laboratorio a la aplicación es el más corto posible, aunque los propios investigadores estiman que se requerirá una inversión significativa. 

"Podemos controlar el estado del punto cuántico y de ese modo determinar la dirección en la que el fotón es emitido y si la luz, que se mueve en una dirección o la otra, debe ser retardada. Esta es una nueva funcionalidad que tendrá algunas ventajas prácticas cuando empezamos la construcción de redes cuánticas, que se espera que tengan un gran potencial para el cálculo de problemas difíciles en química y tecnología de materiales. Por lo tanto, hemos patentado nuestro descubrimiento y estamos trabajando hacia la comercialización", dice Lodahl.

Referencia bibliográfica: Immo Söllner, Sahand Mahmoodian, Sofie Lindskov Hansen, Leonardo Midolo, Alisa Javadi, Gabija Kiršanskė, Tommaso Pregnolato, Haitham El-Ella, Eun Hye Lee, Jin Dong Song, Søren Stobbe, Peter Lodahl: Deterministic photon–emitter coupling in chiral photonic circuits. Nature Nanotechnology (2015). DOI: 10.1038/nnano.2015.159.

viernes, 29 de mayo de 2015

Crean nuevo algoritmo que haría viables los ordenadores basados en luz


Es una de las líneas de investigación más prometedoras de la computación: crear ordenadores que en lugar de utilizar cables para transmitir datos utilicen luz. Esto les haría consumir mucha menos energía a la vez que podrían transmitir más datos. Ahora, un equipo de investigadores de Stanford ha creado un algoritmo que nos acerca a ese sueño.

El mayor obstáculo para conseguir ordenadores que funcionen con luz es sustituir toda la circuitería y chips internos interconectados por cables por un sistema interconectado por luz. Una pieza clave en este problema son precisamente los llamados interconectores, estructuras microscópicas de silicio dentro de los chips que redirigen el flujo de datos de un punto a otro. Hasta ahora ha sido tremendamente complejo crear interconectores ópticos que funciones con luz. Un grupo de ingenieros de Stanford asegura haber dado con un método que elimina el problema.


Lideradas por la profesora de ingeniería eléctrica Jelena Vuckovic, el equipo ha desarrollado un algoritmo capaz de diseñar la forma de estos interconectores ópticos de silicio. Lo llaman “algoritmo de diseño inverso” porque hace justo eso: se especifica a un software qué función se quiere que ejecute el circuito óptico, y el algoritmo calcula cuál debería ser el diseño de la microscópica estructura de silicio para redirigir la luz correctamente y llevar a cabo la función.

Se explica bien en la imagen de arriba del todo: la estructura de silicio en el centro es la que se ha diseñado gracias al nuevo algoritmo. Es microscópica, del tamaño de una mota de polvo. Por la izquierda entra luz infrarroja. La forma interna del interconector redirige la luz creando dos frecuencias diferentes de luz hacia la derecha. Es, en esencia, la transmisión de datos mediante luz que podría replicarse dentro de un ordenador.

El avance, publicado en Nature Photonics, está aún en fase experimental, pero abre la puerta a una nueva era de computación. Y no solo para crear ordenadores más eficientes y de mayor capacidad. También para su utilización en telecomunicaciones y comunicaciones cuánticas seguras. Uno de los investigadores del proyecto, Alexander Piggott, cree que dada la tecnología actual de fabricación de chips, sería posible producir en masa sin problema estos interconectores ópticos. En otras palabras: los ordenadores a base de luz está un poco más cerca.

Fuente: http://news.stanford.edu/news/2015/may/switch-light-based-052715.html

Ya funciona el primer componente de la futura computadora cuántica rusa

Un grupo de investigadores del Laboratorio de Sistemas Cuánticos Artificiales (adscrito al Instituto de Física y Tecnología de Moscú —MIPT—), el Centro Cuántico Ruso, el Instituto de Acero y Aleaciones de Moscú, y el Instituto de Física de Estado Sólido, todas estas instituciones en Rusia, ha desarrollado el primer qubit superconductor ruso, el elemento principal de una futura computadora cuántica, de una clase de ordenadores que serán mucho más potentes que las supercomputadoras modernas.

Se espera que los bits cuánticos, o qubits, se conviertan en los elementos principales de futuras computadoras cuánticas que utilizarán los efectos de la física cuántica para cálculos que incluso los más potentes ordenadores modernos no pueden realizar. Las computadoras cuánticas deberían ayudar a la humanidad a efectuar el próximo gran salto de progreso en computación.

Los elementos de los ordenadores modernos pueden almacenar solo un bit de información a la vez: un 1 o un 0. Los qubits son objetos cuánticos que pueden encontrarse en la superposición de dos estados, es decir, que pueden codificar a la vez tanto 1 como 0, abriendo nuevas posibilidades a la hora de procesar información. Un ordenador que utilice miles de qubits podría superar fácilmente a las supercomputadoras más potentes en la resolución de una gran cantidad de problemas complejos que exigen una capacidad colosal de computación.

Los qubits pueden venir en la forma de átomos o electrones, con los datos codificados en sus espines (momentos magnéticos). Sin embargo, los qubits son extremadamente inestables cuando son expuestos a influencias externas, y su estado puede ser arruinado fácilmente por “ruidos” exteriores. Además, leer y grabar datos en ellos es muy complicado, como también lo son las “trampas” que se emplean para capturarlos y almacenarlos.


A principios de la pasada década, la comunidad científica determinó que es posible obtener “átomos artificiales” que siguen las leyes de la física cuántica pero que son mucho más fáciles de manipular. Uno de ellos, conocido como unión de Josephson, consiste en dos superconductores separados por una delgada capa dieléctrica, y, debido a los efectos cuánticos, los electrones pueden “escapar” a través del aislante.

Los qubits hechos de varias uniones de Josephson actúan como átomos. Uno de tales qubits ha sido creado por primera vez en Rusia por el citado equipo de científicos, encabezado por Oleg Astafyev.

Las comprobaciones y experimentos realizados en el nuevo qubit lo ratifican como un componente operativo y que resulta idóneo para la futura computadora cuántica hacia la cual se está trabajando.

Fuente http://mipt.ru/en/news/qubit_201505