Búsqueda · 17 momentos en 5 episodios
Daniel MarínJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetgoogle ventaja cuántica naturetecnología fotónica bosones gaussianosinvestigación china ventaja cuánticaalgoritmo fotónico ventaja cuánticagoogle superando algoritmo fotónicoinvestigadores chinos arcaiz replicaciónfotones comprimidos con láserrelación de incertidumbre heisenbergerror de amplitud reducidocompresión del fotónGoogleArcaizSupremacía cuánticaVentaja cuánticaFrancis VillatoroMuestreo de bosones gaussianosNatureChinaPsycamore53 qubitsAlberto ApariciDaniel MarínJiuzhangSycamoreEinsteinSU2S1,1SuperordenadorScienceNúmeros Aleatorios CertificadosGastón GiribetHeisenberg
Algoritmo fotónico Ventaja cuántica
Ep522: China a la Luna; Hexanitrógeno; Computación Cuántica; Espacios de Klein
4 de septiembre de 20257 momentos
Con
0:000:301:001:302:002:303:003:18
Francis Villatoro continúa explicando cómo un algoritmo fotónico fue formalizado teóricamente para demostrar la ventaja cuántica, pero fue superado por Google y posteriormente replicado por investigadores chinos.
…Google, por ejemplo, es simular en el mayor superordenador del mundo durante unas pocas horas; eso vale mucho dinero, ¿eh? Durante unas pocas horas y extrapoló el resultado. Y digo, uh, pues eso tardaría una infinidad de años. Vale, eso fue criticado por eso. Pero dos semanas después del artículo de Google, que apareció en Nature y del que se hizo eco todo, o el mundo, los chinos, como a la chita callando, publicaron otra tecnología que es una tecnología que se pensó, que se concibió para también demostrar la ventaja cuántica: que es la tecnología fotónica de muestreo de bosones gaussianos. Es una tecnología que hay un algoritmo, matemáticamente primero se Formalizó a nivel teórico el algoritmo y era un algoritmo que parecía que podía ser la primera tecnología que demostrara la supremacía, la ventaja cuántica, pero se adelantaron los de Google y pocas semanas después de, fueron como dos semanas, después los chinos publicaron en Arcaiz el artículo con, es una tecnología que se basa en. Óptica lineal, básicamente yo cojo fotones comprimidos; o sea, yo con un láser voy generando pequeños pulsos. Los comprimidos significa que la relación de incertidumbre de Heisenberg que me relaciona la amplitud con la fase, yo puedo en lugar de repartir más o menos por igual el error en fase y en amplitud hacer que el error por ejemplo la amplitud sea muy grande y consigo reducir el error en fase. Eso se llama comprimir el fotón. Yo logro que los errores estén por debajo de entre comillas el límite, la relación de incertidumbre de Heisenberg pero aumentando el error en otra componente lo que es la magnitud complementaria. Bueno, con estos fotones comprimidos o estrechados los meten en…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica el concepto de ventaja cuántica, recordando cómo inicialmente se denominó 'supremacía cuántica' antes de ser renombrado.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #4ventaja cuántica antes supremacía cuánticagoogle psycamore demostrando ventaja cuánticaalgoritmo para ventaja cuántica googleruido correlacionado cuánticamente psycamorealgoritmo google ventaja cuánticaqubit números aleatorios certificadosdispositivos comerciales varios qubitssimulación superordenador algoritmo genéricocomputación cuántica generación de ruidotecnología generar ruido superordenador clásico…ordenador cuántico y luego cómo se puede simular clásicamente y ver si realmente es una ventaja el cuántico o no. En fin, hasta aquí es donde yo he llegado. Ponnos todo esto, por favor, un poco en orden, que me he liado mucho. Voy a empezar por el de China. Todo el mundo recuerda el tema de la ventaja cuántica, que en su momento se llamaba supremacía cuántica y tuvo que cambiarle el nombre y quitar la palabra supremacía. Entonces, cuando hablamos de ventaja cuántica hay que recordar el hito de, en su momento se llamó supremacía cuántica, de Google con Psycamore en el año 2019. El grupo de Martinis, pues con un ordenador cuántico de Google pequeñito, 53 qubits, simuló un algoritmo que era un algoritmo especialmente hecho para eso, para demostrar la ventaja cuántica y que es un algoritmo que produce ruido, ruido correlacionado cuánticamente, es decir. Produce, si queréis, entre comillas números aleatorios. Realmente es un algoritmo, digamos, que tiene muy poca utilidad práctica, no sirve para nada. Para generar números aleatorios certificados de forma cuántica hay algoritmos que utilizan un único qubit y ya hay dispositivos comerciales que los venden con varios qubits y no necesitamos un ordenador de 50 y 30. Pero esto te sale con una distribución, ¿no? No plana. No, igual, esto era básicamente lo que se simulaba era plano. Ah, sí. Sí, o sea que no tiene ninguna utilidad, ¿vale? No tiene ninguna utilidad práctica. Eso fue muy criticado por dos razones. La primera razón fue que realmente al generar ruido es fácil de simular y entonces lo que se comparaba era el coste de simular en un superordenador el ordenador cuántico de Google completo con toda su arbitrariedad para un algoritmo genérico, ejecutando el algoritmo específico. Vamos a ver, estamos haciendo un ordenador cuántico, una tecnología para generar ruido y tiene que generar ruido de una forma que un superordenador clásico no sea capaz de generar ruido como genera ruido ese ordenador clásico. En ese nivel estamos con la computación cuántica, estamos en los albores. Claro, eso fue muy criticado por eso, entonces ¿qué pasa? Pues que rápidamente meses después los expertos en simulación clásica de algoritmos cuánticos lograron hacer una simulación específica del algoritmo implementado por Sycamore que requería un coste, se hablaba de, yo qué sé, cuatrillones, ¿no? De 10 a la 24…
Francis Villatoro continúa explicando cómo un algoritmo fotónico fue formalizado teóricamente para demostrar la ventaja cuántica, pero fue superado por Google y posteriormente replicado por investigadores chinos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1google ventaja cuántica naturetecnología fotónica bosones gaussianosinvestigación china ventaja cuánticaalgoritmo fotónico ventaja cuánticagoogle superando algoritmo fotónicoinvestigadores chinos arcaiz replicaciónfotones comprimidos con láserrelación de incertidumbre heisenbergerror de amplitud reducidocompresión del fotón…Google, por ejemplo, es simular en el mayor superordenador del mundo durante unas pocas horas; eso vale mucho dinero, ¿eh? Durante unas pocas horas y extrapoló el resultado. Y digo, uh, pues eso tardaría una infinidad de años. Vale, eso fue criticado por eso. Pero dos semanas después del artículo de Google, que apareció en Nature y del que se hizo eco todo, o el mundo, los chinos, como a la chita callando, publicaron otra tecnología que es una tecnología que se pensó, que se concibió para también demostrar la ventaja cuántica: que es la tecnología fotónica de muestreo de bosones gaussianos. Es una tecnología que hay un algoritmo, matemáticamente primero se Formalizó a nivel teórico el algoritmo y era un algoritmo que parecía que podía ser la primera tecnología que demostrara la supremacía, la ventaja cuántica, pero se adelantaron los de Google y pocas semanas después de, fueron como dos semanas, después los chinos publicaron en Arcaiz el artículo con, es una tecnología que se basa en. Óptica lineal, básicamente yo cojo fotones comprimidos; o sea, yo con un láser voy generando pequeños pulsos. Los comprimidos significa que la relación de incertidumbre de Heisenberg que me relaciona la amplitud con la fase, yo puedo en lugar de repartir más o menos por igual el error en fase y en amplitud hacer que el error por ejemplo la amplitud sea muy grande y consigo reducir el error en fase. Eso se llama comprimir el fotón. Yo logro que los errores estén por debajo de entre comillas el límite, la relación de incertidumbre de Heisenberg pero aumentando el error en otra componente lo que es la magnitud complementaria. Bueno, con estos fotones comprimidos o estrechados los meten en…
Francis Villatoro explica cómo se crea un estado de superposición cuántica con fotones, describiendo un sistema lineal donde los pulsos se dividen en múltiples caminos con retrasos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16superposición cuántica fotonessistema lineal pulsos retrasadoscaminos posibles con retrasos…interferómetro es coger el fotón y dividirlo en varios caminos y tú no sabes por qué camino va el fotón y como los fotones son todos idénticos e indistinguibles, tú llenas el interferómetro con un grupo de fotones y tú no sabes realmente dónde está un fotón El fotón está en un estado de superposición cuántica entre todos los caminos posibles. Y después lo que hace, esto es un sistema lineal, claro, los pones en fila india como desordenados introduciendo retrasos. Yo un pulso lo divido entre varios caminos posibles y después le meto un retraso y meto el siguiente pulso. Y le meto otro retraso. Entonces yo controlo los desfases que yo introduzco dentro del interferómetro y controlo, programo se llama, en estos ordenadores fotónicos los retrasos. Entonces yo acabo teniendo una ristra de fotones en los que un fotón no…
Francis Villatoro explica cómo investigadores chinos lograron la superposición cuántica en 2019 utilizando una ristra de fotones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6 · Palabras #13superposición cuántica fotonesgrafo de acoplamientos complicadoacoplamiento fotones chinasuperposición cuántica fotones investigadores chinosventaja cuántica ristra de fotonesordenador portátil validación superposición cuántica…acopiado, pues por ejemplo con el que está 17 posiciones más adelante y el siguiente con el que está 13 posiciones más atrás y el siguiente con el que está 8, y eso es lo que me permite hacer un ordenador cuántico universal controlando estos acoplamientos. Es decir, repito: es poner los fotones en línea, pero habiéndolos acoplado en el concepto de superposición cuántica por no saber por qué camino fue; ese es el tipo de acoplamiento que yo utilizo, habiendo acoplado, pero poniendo una especie de grafo de acoplamientos complicado. Entonces, con eso los chinos lo lograron en el año. 2019, en octubre de 2019, con unos poquitos fotones, en Coqueto eran 14. Eso es insuficiente para demostrar ventaja cuántica, pero sí es suficiente para verificar y validar que lo que estaban haciendo es correcto usando un ordenador. Con 14 se puede hacer con un PC normal, con un portátil. De cualquiera de nuestros oyentes, se puede hacer esa simulación y se puede verificar que cuando yo detecto, después de poner este sistema óptico, los fotones al final se detectaban hasta 14; se diseña para que entren más, hay muchas pérdidas. Todas estas son…
Francis Villatoro describe un ordenador cuántico fotónico llamado Jiuzhang, comparándolo con el Sycamore de Google y explicando que solo Alberto Aparici y Daniel Marín saben pronunciar correctamente su nombre.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #5ventaja cuántica investigadores chinosmuestreo bosones gaussianos sciencegoogle nature ventaja cuánticafotones equivalentes cúbicos simulacionesordenador cuántico fotónico jiuzhangsycamore de google comparativafotones detectados interferómetroalgoritmo muestreo bosones gaussianosfotones comprimidos estado cuánticodistribución gaussiana googledetección fotones superposición…pues se detectaban hasta 14 fotones y se vio que su comportamiento estadístico era el que correspondía a lo que yo había programado, ¿vale? Yo programo unos acoplamientos, observo los fotones al final y observo que corresponden a lo que yo espero de mis. simulaciones clásicas Entonces, ¿qué pasa? Que de esos 14, los chinos han ido avanzando poquito a poco, a la chita callando Y al año siguiente, en 2020, en diciembre, publicaron la ventaja cuántica y la publicaron, Google la había publicado en Nature, los chinos la publicaron en diciembre de 2020 en Science, una gran revista y fue un gran hito, era la primera vez que se mostraba la ventaja cuántica con el muestreo de bosones gaussianos, se utilizaron 76, no es fácil decir que estos fotones equivalen a cúbics, ¿vale? 76 fotones detectados en un interferómetro que permitía hasta 100 modos dentro del interferómetro. Ese ordenador cuántico fotónico se llamó Jiuzhang o Jiuzhang o algo así, Jiuzhang o no sé, J-I-U-Z -H-A-N-G. Solamente Alberto Aparici y Daniel Marín saben pronunciar estos nombres, pero bueno, esto es un ordenador cuántico como el americano de Google, el Sycamore. Entonces, esto fue un hito importante; de nuevo fue criticado, fue criticado por mucha gente que dijo: no han logrado la ventaja cuántica porque, claro, el algoritmo de muestreo de bosones gaussianos. Bosones gaussianos significa que son fotones comprimidos, con la técnica que He comentado antes, y muestreo es que lo que se hace al final es detectarlos. Yo, digamos, los pongo en un estado cuántico de superposición y después detecto los resultados y compruebo que tienen la distribución que se espera que tengan. Aquí sí es una distribución con forma, digamos, de gaussiana y no como en el caso del algoritmo de Google. Entonces, ¿qué pasa? Que los chinos fueron criticados, igual que Google, por usar solo 76 fotones y han ido avanzando. La ventaja de la fotónica lineal es que la controlamos muy bien y tenemos dispositivos muy, muy buenos y ha habido unos avances tremendos;…
Gastón Giribet continúa la discusión sobre la supremacía cuántica, señalando que, aunque se busca alcanzarla, eventualmente será posible verificar los resultados obtenidos.
Habla: Gastón GiribetPalabras #17ventaja cuántica llamada supremacía cuánticaresultados obtenidos verificables eventualmentealgoritmo ejecutado en ordenador cuántico…que decís, hay gente que argulla que sí, hay gente que no. Pero la otra crítica no la entiendo, porque la crítica de que esto no lo podemos comprobar, eso es una crítica que ya está dada; este problema ya está llamado a ser cuando uno plantea el problema. Es decir, cuando uno está planteando, yo quiero llegar a la ventaja cuántica, la vieja llamada supremacía cuántica. Bueno, en algún momento si seguís avanzando sabés que por definición vas a llegar a un momento donde uno puede comprobarlo. Pero fíjate, Gastón, aquí el punto clave es: si yo ejecuto en un ordenador cuántico un algoritmo, por ejemplo de tipo NP, que es muy costoso para encontrar la solución, pero en el que verificar la solución es muy fácil. Yo puedo verificar si el algoritmo cuántico ha ido bien; yo tengo que verificar la solución. Pero si yo ejecuto en este ordenador cuántico un algoritmo…
Francis Villatoro explica que investigadores chinos han demostrado la viabilidad de sus ordenadores cuánticos con 3000 fotones y planean aplicar esta tecnología a problemas prácticos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #7algoritmos para verificar resultadoordenadores cuánticos francis villatorografo camino recorriendo puntosproblema con verificación de resultadoordenadores cuánticos fotones detectadosventaja cuántica fuera de dudasproblemas prácticos chinosalgoritmo útil google martini…estos fotones en estos estados y esto es lo que tenía que salir. Tenía que sumar 1024, a ver cuánto suma. Uy, suma 1024, está bien. Lo que necesitamos es eso; entonces ahí esa es la necesidad de problemas útiles cuando hablamos de problemas útiles, la Utilidad práctica de la ventaja cuántica, nos referimos a que se usen estos ordenadores con algoritmos que resuelvan un problema en el que yo pueda verificar el resultado. Que yo tenga una cierta idea, ¿no? Es decir, esto es un grafo y tengo el camino que recorre todos los puntos. Es muy fácil: miro el camino y veo si pasa por todos los puntos. Como no pase por uno, pues ya está mal. No es la solución correcta. O sea, hay muchos problemas y eso es lo que se pretende ahora. Ahora lo que pretenden los chinos es, ya hemos demostrado que lo podemos hacer con 3.000 fotones detectados. Muy bien. Ahora la ventaja cuántica ya está fuera de todas dudas. Ahora vamos a empezar a usarlo en problemas prácticos. Y se han propuesto ya muchos problemas prácticos y hay que ver cuál es el primero que se publica. Probablemente se publique a finales de este año o el próximo año, ya algún algoritmo, entre comillas, útil. Y en este punto es donde viene el otro artículo, el de Google. Porque Google ya lo tiene muy claro. De hecho, de Martini... Quizás hay una cuestión terminológica; la palabra útil para nosotros es tan relativa como cuando hablamos de que una estrella tiene metalicidad. Cuando decimos no es metálica, solamente que tiene algo más que el helio, acá útil para nosotros tiene un sentido…