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