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Decoherencia destruye Ordenadores cuánticos
Con
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Francis Villatoro explica las dificultades para ejecutar cálculos cuánticos debido a la gran cantidad de operaciones necesarias, que superan ampliamente el número de bits involucrados.
…que depende. Ya hay algoritmos publicados en teoría con factores del orden de 2 y de 3, que te multiplican por 3 el número de bits, pero son algoritmos con una enorme cantidad de operaciones y muy delicados; o sea, los algoritmos más normales rondan eso. 10, 20 veces el número de bits, pero todo eso en operaciones son muchísimas más operaciones; son millonadas de operaciones. Y claro, esas millonadas de operaciones es muy muy difícil que se puedan ejecutar. Tú vas a necesitar ordenadores cuánticos que aguanten al ritmo actual porque operamos con microondas, etc.; o sea, operamos de manera muy lenta. Los ordenadores cuánticos son extremadamente lentos a la hora de operar; con lo que la decoherencia te gana y rápidamente te destruye. Los ordenadores de IBM, esto que tienen como 200 qubits o el número de operaciones que permiten es prácticamente el mismo que el de 50. Entonces dice: el algoritmo que puedo ejecutar en 50 es una porquería de algoritmo. Pues pongo 200 y puedo ejecutar también…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica una tecnología prometedora para ordenadores cuánticos, basada en circuitos superconductores y la cuantización de corrientes.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18trasmones para ordenadores cuánticosqubits implementados superconductorescuantización de corrientes en fluxonesfrancis villatoro y trasmones…increíbles y alrededor de la época de la pandemia, alrededor del año 2020, ha habido de repente una enorme cantidad de avances en ese tipo de tecnología que está logrando hacer cosas que literalmente en el año 2020 parecían imposibles y ya se están haciendo. Entonces, esa tecnología que era la tecnología para ordenadores cuánticos que parecía la más prometedora, que es la de trasmones, de qubits implementados con circuitos superconductores, en los que tengo una corriente que está cuantizada y entonces la corriente o se mueve en el sentido de la aguja del reloj o se mueve en el sentido contrario. y tengo fluxones que son como cuantos de flujo magnético y con eso monto un ordenador cuántico con qubits. Bueno, pues esa tecnología que parecía muy prometedora y que IBM te estaba diciendo: tranquilidad, que esto, ya tenemos cientos de qubits; dentro de nada tendremos miles y dentro de nada tendremos millones. En 2030 IBM promete millones de qubits.…
Francis Villatoro explica la necesidad de una gran cantidad de qubits para realizar cálculos cuánticos y cómo la decoherencia afecta a estos cálculos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2decoherencia de qubitscálculos cuánticos con cubitsbits lógicos y decoherenciaestado coherente en superposición…de verdad, sobre el papel, pues no mucho mayores. Es decir, una clave de 256, por lo mismo necesitas, pues, multiplícalo por 10, por 30, pues unos miles. Las claves actuales más seguras son del orden de 4096 bits. Con lo que ya estamos hablando del orden de. Cientos de miles próximos a millón de bits lógicos, o sea, de bits de verdad, de cubits de verdad. Ahora, claro, ¿qué pasa? Que sabemos que cuando pones muchos qubits, los qubits se decoheren; el estado coherente en superposición se destruye, se va rompiendo en trozos, en diferentes regiones, y claro, eso destruye completamente el cálculo, hace que el cálculo se vuelva completamente erróneo. Entonces, claro, para poder tener 1.000 qubits lógicos, o los 7.000 que tú has dicho, probablemente cada Uno de esos qubits lógicos tiene que estar implementado con un grupito, con una matriz de qubits físicos. Los algoritmos de corrección de errores más buenos son mejores conforme el número de qubits es mayor. Con lo que hay algoritmos de 256 qubits físicos por…
Francis Villatoro explica que la clave para el éxito de los ordenadores cuánticos no reside en la cantidad de qubits, sino en el tiempo durante el cual se pueden mantener en estado coherente y manipular.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7qubits en estado coherenteoperaciones sobre qubitsfactorizar números primosrobustez durante mucho tiempo ordenadores cuánticos…de qubits físicos. Los algoritmos de corrección de errores más buenos son mejores conforme el número de qubits es mayor. Con lo que hay algoritmos de 256 qubits físicos por cada qubit lógico y hay algoritmos de 16 qubits físicos por qubit lógico. Pero para Mantener la robustez durante mucho tiempo, pero un punto importante que no se tiene que olvidar nunca en ordenadores cuánticos es que lo importante no es el número de qubits; lo importante es el tiempo que tú mantienes en estado coherente los qubits y puedes operar sobre ellos porque tú tienes que hacer muchas operaciones. Tú dices: yo quiero factorizar un número primo, sí, quiero factorizar un número primo de Tamaño, yo qué sé, 256 bits vale, pero tendré que hacer más de una operación por bit, entonces tengo que hacer miles o millones de operaciones. Entonces necesito no solo un ordenador en el que me quepa, que me quepa el algoritmo, que me quepa esa transformada…
Francis Villatoro explica las dificultades para ejecutar cálculos cuánticos debido a la gran cantidad de operaciones necesarias, que superan ampliamente el número de bits involucrados.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1cálculos cuánticos millonadas operacionesdecoherencia destruye ordenadores cuánticosoperaciones microondas lentas…que depende. Ya hay algoritmos publicados en teoría con factores del orden de 2 y de 3, que te multiplican por 3 el número de bits, pero son algoritmos con una enorme cantidad de operaciones y muy delicados; o sea, los algoritmos más normales rondan eso. 10, 20 veces el número de bits, pero todo eso en operaciones son muchísimas más operaciones; son millonadas de operaciones. Y claro, esas millonadas de operaciones es muy muy difícil que se puedan ejecutar. Tú vas a necesitar ordenadores cuánticos que aguanten al ritmo actual porque operamos con microondas, etc.; o sea, operamos de manera muy lenta. Los ordenadores cuánticos son extremadamente lentos a la hora de operar; con lo que la decoherencia te gana y rápidamente te destruye. Los ordenadores de IBM, esto que tienen como 200 qubits o el número de operaciones que permiten es prácticamente el mismo que el de 50. Entonces dice: el algoritmo que puedo ejecutar en 50 es una porquería de algoritmo. Pues pongo 200 y puedo ejecutar también…
Francis Villatoro describe un avance significativo en la tecnología cuántica: un sistema de memoria cuántica basado en 3.000 átomos atrapados, capaz de mantener la coherencia durante dos horas sin realizar operaciones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10memoria cuántica 3000 qubitscoherencia dos horas qubitsátomos atrapados trampa cuánticapérdidas altísimas sistemas cuánticos…porque ahora mismo se está citando muchísimo y Nature quiere coger todas esas citas cuanto antes y acumular más citas, y se ha logrado algo sorprendente. Además, el sistema es fascinante cuando lo ves en vídeo: un dibujo por ordenador no es real cuando lo ves, se supone que las imágenes están basadas en datos de verdad pero todo simulado. Se ha logrado un sistema de 3.000 qubits que se ha mantenido coherente durante dos horas. ¡Dos horas! Es decir, no se ha hecho ninguna operación cuántica, no se ha operado con los qubits; no es un ordenador cuántico, es lo que llaman una memoria cuántica o, si quieres, un registro cuántico. Son esos 3.000 qubits y es un mecanismo curioso, claro, para poder mantener durante tanto tiempo; fíjate, tienes que tener del orden de 3.000 átomos atrapados en una trampa. En realidad, las pérdidas son altísimas y tienes que trabajar con muchísimos más; estamos hablando de un sistema en el que Aquí se está trabajando en este artículo concreto con átomos de Rubidio 87, es una matriz de 36 por 90, es decir, de 3.240 átomos y hay una distribución estadística de los sitios que están ocupados. Se estima que el pico de la distribución está alrededor de…
Francis Villatoro explica la necesidad de reponer continuamente los átomos en un sistema experimental de memoria cuántica, debido a la pérdida constante de átomos y su coherencia.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20átomos pierden coherenciasistema experimental de memoria cuánticainyectando nuevos átomospérdida constante de átomos…estadística de los sitios que están ocupados. Se estima que el pico de la distribución está alrededor de los 3.000 átomos; todo eso está trabajado a temperaturas criogénicas de microkelvin, son temperaturas muy bajas, muy cerca del cero absoluto y lo que tiene es un sistema muy curioso claro tú atrapas 3000 átomos y rápidamente algunos de ellos se pierden de la trampa y otros se vuelven pierden coherencia y dejan de ser estar en superposición con el resto entonces tú tienes que tener un mecanismo que esté inyectado inyectando nuevos átomos. Estás constantemente inyectando nuevos átomos. Entonces tú tienes un mecanismo que te trae esos átomos A partir de un repositorio que pasa a una zona intermedia de preparación en la que pones esos átomos en un estado cuántico inicial y ahora los inyectas a la memoria, en la que estás constantemente metiendo átomos. Esto es a un ritmo de muchas veces por…
Francis Villatoro habla sobre el avance de la metodología cuántica y su aplicación potencial para simular un ordenador cuántico.
Habla: Francis VillatoroPalabras #19metodología cuántica simular ordenadoroperaciones cuánticas memoria ordenadoravance ritmo metodología cuánticasimulación ordenador cuántico dos años…relojes ópticos, que digamos que combinan diferentes las señales, señales en frecuencia emitidas por transiciones electrónicas en diferentes átomos, las combinan y hacen interferencia óptica entre esas señales y obtienen relojes de mayor precisión, también. En temas de metodología cuántica de diferentes tipos. Pero claro, el objetivo, que todavía no se ha logrado, será en algún momento aplicar operaciones cuánticas que simulen, que hagan que esta memoria se comporte como un ordenador cuántico y esto ha avanzado a un ritmo tan grande que es posible pensar que en dos o tres años lo tengamos. Entonces este es un mecanismo realmente precioso, hay un vídeo que te ilustra cómo se van inyectando los átomos en la matriz y es un resultado espectacular porque ya os digo, pensar en 6.000 átomos neutros en un registro, en una trampa de pinza óptica, hace 25 años era imposible, se consideraba una utopía y en el…
Francis Villatoro explica que el desarrollo de ordenadores cuánticos se considera un proyecto utópico y requiere un esfuerzo considerable, abarcando años o décadas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13ordenadores cuánticos proyecto utópicodesarrollo ordenadores cuánticos décadasinformática fundamental en ordenadores cuánticosfísica en ordenadores cuánticos pinceladas…de las teorías físicas. Claro, es decir que es operaciones con matrices. Entonces cuando se le desgaja a los físicos la trivialidad de lo que son los ordenadores cuánticos, entonces los físicos dicen: Lo podemos hacer en laboratorio, lo vemos factible. Nos va a costar años, nos va a costar décadas, nos va a costar ciclos, pero lo vamos a lograr y entonces se ponen a trabajar en eso. Entonces la primera ordenada en ordenadores cuánticos es fundamentalmente informático -matemática con algunas pinceladas de físicos, pero en plan utopía. Porque es una cosa como muy utópica. Claro, tenemos que usar la cuántica. ¿Cómo no? Se puede computar con cuántica. Hay información cuántica, se puede jugar con ella. los trabajos de escritografía cuántica, de Brassard de los 80, pues son trabajos, pero realmente a nivel físico los primeros que…
Luisa Achaerandio, junto con Héctor Socas, describe una transición gradual de materia no viva a vida, comparándola con la evolución desde rocas hasta chimpancés.
Habla: Luisa AchaerandioPalabras #3transición gradual de roca a chimpancéevolución desde materia no viva a vidaprimer biólogo roca está un poquito muertoordenador cuántico contra decoherencia…que no sabemos, porque ahí hay unas proteínas que no sabemos qué están haciendo. O sea, que hay una interacción implícita ahí. O sea, que justamente ese es el tema. A mí lo que me gusta, y creo que es lo que tú decías al principio, que vemos una transición. gradual de no vivo a vivo. O sea, que no es que de repente hay un momento y aparece la vida, sino hay algo gradual, ¿no? Como casi todo siempre en la naturaleza, de roca a chimpancé, hay toda una gradación. Es claro: antes era como muy tosco, solamente somos capaces de ver chimpancé y roca entonces una persona que, o sea el biólogo, el primer biólogo dirá, hombre pues esto está un poquito muerto y esto está un poquito vivo, está calentito, está un poquito vivo, pero de ahí ya hemos evolucionado mucho igual que quizá podamos imaginar el tiempo como un cristal o podamos imaginar un ordenador cuántico y podamos luchar contra la decoherencia y contra lo imposible. Pues lo que nos parece imposible se difumina. Bueno, vamos a ir pasando de preguntas porque con esta nos podríamos tirar un programa entero. La vida. La vida: si es la vida. Si es la vida. A lo mejor pongan Imedes. Yo odio las dualidades, salvo la de Maldacena. Exacto. Odio las dualidades. Odio los…