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Energía cero Estados de Mayorana
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 202513 momentos
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Francis Villatoro explica la transición entre los estados de Andreev y los Estados de Mayorana, destacando que estos últimos son considerados un estado ideal con energía cero, aunque su fabricación física es considerada imposible.
…escribir con letra negra todos los ceros que yo quiera, pero en física, ¿cómo yo distingo algo muy pequeño de cero? O sea, como digo que, claro, aquí eso es lo que no se sabe; no se sabe dónde está el umbral, tiene que haber un umbral, se supone que hay una. transición de fase entre estos estados de Andreev, que son estados de masa distinta de cero, perdón, he dicho masa, tenía que haber dicho energía, de energía muy pequeña, distinta de ceros, y los estados de los de Mayorana, que son estados, son modo cero porque tienen energía cero. se cree que el estado ideal con energía cero no se puede fabricar, es imposible, físicamente es imposible, pero que puede que haya estados con muy baja energía que se comporten como el estado de Mayorana, esa es la hipótesis de todo este trabajo. Entonces yo tengo estados de Andreez con energía muy pequeña pero distinta de cero que en un cierto límite se produce una transición de fase y aparecen estados de Mayorana que equivalen a tener energía cero. Francis, perdona porque nos estamos acercando ya al final del bloque, déjame hacer una muy breve de dos minutos resumen. De la importancia de esto y a ver si lo he entendido bien yo, que a lo mejor no, y me corrige si hay algo que no digo bien. Al final, la cuestión es que un ordenador cuántico, la computación cuántica requiere tener bits cuánticos; es decir, los bits son…
Significado #1 · Palabras #2
Francis Villatoro explica cómo la colisión de las parábolas cóncavas y convexas en el nivel de Fermi crea estados de energía cero, conocidos como modos cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #6colisión parábolas cóncavas convexasnivel fermi y energía ceroestados de energía cero francis villatoromodos cero en el fermi…es que vaya acercándose, el band gap se va cerrando. Ese salto se va cerrando y cuando se va cerrando llega un momento en que colisionan las dos parábolas. En el nivel de Fermi tengo una parábola y tengo la parábola que tiene su máximo y la parábola que Tiene su mínimo coinciden exactamente en el nivel de Fermi. Ahí lo que tengo es un estado, tengo estado de energía cero, porque el salto desde la parábola de abajo a la parábola de arriba, como están en contacto, es cero, requiere energía cero. Ahí tengo estados de energía cero, esos estados se llaman modos cero. Pero lo que ocurre En muchos materiales es que esto continúa, que la transición de fase continúa y lo que pasa es que ocurre una inversión del bandgap; es decir, la parábola de abajo supera el nivel de Fermi y la parábola de arriba baja por debajo del nivel de Fermi con lo que…
Francis Villatoro explica cómo los estados de energía cero se localizan en los extremos de una cadena unidimensional, describiendo su naturaleza ligada debido a la estructura de bandas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7cruce parábolas cadena unidimensionalestados masa cero nivel fermienergía cero estado fermiestados energía cero cadena unidimensionalestructura bandas y estados ligadoshilito y puntas estados energéticos…los puntitos, la estructura de banda se parece mucho a un cono, a cruzar dos líneas rectas. O sea, que tengo estados de energía cero que se comportan como cuasipartículas sin masa. La masa efectiva de las cuasipartículas es la curvatura de esta parábola. Pero Claro, cuando yo cruzo estas dos parábolas, lo que tengo son como dos cruces, un cruz y otro cruz al nivel del estado de Fermi y esos cruces aproximadamente son líneas rectas. Entonces tengo estados de masa cero y de energía cero porque están en el nivel de Fermi. Pues en esta cadena unidimensional resulta que esos estados se Localizan en los extremos de la cadena; tengo como un hilito y en las puntas del hilito tengo estados de este tipo y son estados que están ligados entre sí porque en la estructura de bandas yo he dicho que tengo un cruce pero en realidad no tengo un cruce. La estructura de bandas es una cosa. Periódica cuando yo pongo el periodo en el espacio de blog, en el espacio en el que se construye la estructura de banda resulta que el cruce, digamos, a la izquierda es un cruce en plan sube algo recto y continúa por aquí recto; es decir, no hay una X, sino…
Francis Villatoro explica cómo los estados de energía cero en una estructura unidimensional se encuentran en los extremos y están ligados entre sí, compartiendo propiedades como el espín.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10estados energía cero estructura unidimensionalspines estados ligados villatorocomputación cuántica topológica estados…acaban coincidiendo en un mismo cruce. Pero en la manera habitual, que es poner en medio los momentos lineales igual a cero, resulta que esa cruz está como partida por la mitad, en vertical, y tengo un trozo en un extremo y un trozo en el otro extremo. Entonces, en el material tengo esos estados colocados en los extremos de esta estructura unidimensional, pero físicamente corresponden a lo mismo, por eso están ligados entre sí. Son dos estados no localmente conectados, es decir, están conectados porque en realidad, en última instancia, son lo mismo. Entonces, esos estados pueden tener spines y tienen spines ambos para arriba o ambos para abajo, y son estados que están ligados, que yo puedo mover un poquito. La idea de la computación cuántica topológica es que yo puedo, idealmente, matemáticamente es muy fácil. ¿Vale? Yo lo puedo mover dentro del hilo, ¿vale? Yo lo puedo mover dentro del hilo, dejo este en el extremo, dejo por ejemplo el izquierdo en el extremo y puedo mover el derecho a lo largo del hilo manteniendo esa conexión que tienen entre los dos. Eso se…
Francis Villatoro continúa explicando los desafíos en la creación de qubits, señalando que tras la observación inicial de señales de Estados de Mayorana, surge una pregunta importante sobre los estados de masa no cero más cercanos, conocidos como estados de Andréf.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4estados mayorana destrucción contacto hilopuntos cuánticos control nanohilo microsoftefecto túnel transferencia estados punto cuánticoprimeras señales estados mayorana masa ceroestados de mayorana de masa ceroestados de andref no son topológicosnanohilo con superconductor tipo smaterial convencional requiere estados de mayorana…Entonces, eso se instrumentó en laboratorio; se le puso contacto en los extremos; se vio que al poner un contacto en el extremo se destruían estos estados, no aparecían. Eso generó ciertas dudas, entonces se decidió, fue una opción que tomaron los investigadores de Microsoft, pero también otros investigadores en otros grupos más pequeños, en usar puntos cuánticos. Yo cojo un punto cuántico y el hilito no lo toco, no toco el extremo, porque antes lo que se hacía era poner un contacto en el extremo Al poner un contacto en el extremo destruyo el estado, pero si yo el hilito, pongo una pequeña distancia a la que no hay nada y pongo un punto cuántico, por efecto túnel hay transferencia de estados entre el punto cuántico, que es el que voy a utilizar para controlar y para medir ese nanohilo y el estado que se supone que está en el extremito. Al poner esos contactos se observaron las primeras señales aparentemente de estados de mayorana de masa cero. Aquí hay un problema importante. Hemos dicho estados de mayorana de masa cero. ¿Cuáles son los estados de masa no cero más próximos? Eso se llaman estados de Andréf. Los estados de Andréf no son topológicos. La topología, es decir, que este material, que es muy convencional, el nanohilo con el superconductor de tipo S, se comporte de manera topológica, requiere esos estados de masa cero. y claro, un físico como José me dirá, pero vamos A ver, Francis, pero ¿cómo que he estado de masa? Cero, cero no existe en física; nada tiene cero en física, solo a nivel del papel sí, en una hoja en blanco yo puedo escribir con letra negra todos los ceros que yo quiera, pero en física, ¿cómo yo distingo…
Francis Villatoro explica la transición entre los estados de Andreev y los Estados de Mayorana, destacando que estos últimos son considerados un estado ideal con energía cero, aunque su fabricación física es considerada imposible.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #2estados de mayorana energía cerotransición andreev masa distinta cerofabricación física estados mayorana imposibletransición andreez estados mayoranaestados de mayorana con energía cerohipótesis central trabajo francis villatoro…escribir con letra negra todos los ceros que yo quiera, pero en física, ¿cómo yo distingo algo muy pequeño de cero? O sea, como digo que, claro, aquí eso es lo que no se sabe; no se sabe dónde está el umbral, tiene que haber un umbral, se supone que hay una. transición de fase entre estos estados de Andreev, que son estados de masa distinta de cero, perdón, he dicho masa, tenía que haber dicho energía, de energía muy pequeña, distinta de ceros, y los estados de los de Mayorana, que son estados, son modo cero porque tienen energía cero. se cree que el estado ideal con energía cero no se puede fabricar, es imposible, físicamente es imposible, pero que puede que haya estados con muy baja energía que se comporten como el estado de Mayorana, esa es la hipótesis de todo este trabajo. Entonces yo tengo estados de Andreez con energía muy pequeña pero distinta de cero que en un cierto límite se produce una transición de fase y aparecen estados de Mayorana que equivalen a tener energía cero. Francis, perdona porque nos estamos acercando ya al final del bloque, déjame hacer una muy breve de dos minutos resumen. De la importancia de esto y a ver si lo he entendido bien yo, que a lo mejor no, y me corrige si hay algo que no digo bien. Al final, la cuestión es que un ordenador cuántico, la computación cuántica requiere tener bits cuánticos; es decir, los bits son…
Francis Villatoro explica cómo se pueden conectar estados de Majorana utilizando un material superconductor dispuesto en forma de letra 'H' entre dos nanohilos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #14estados de mayorana conectadosmaterial superconductor forma letra hnanohilos y estados de mayoranabraiding con material superconductor…de Majorana en un nanohilo será observar un comportamiento topológico. Por desgracia eso no es nada trivial, es extremadamente difícil. El comportamiento topológico que esperamos encontrar es lo que se llama el braiding, lo que se llama el trenzado de. los estados Si yo tengo dos nanohilos, en los extremos de un nanohilo tengo dos estados de mayorana conectados, en el otro nanohilo tengo dos estados de mayorana conectados Si yo ahora en mitad de ese nanohilo pongo un material superconductor, el mismo material superconductor que forme, digamos, no dos cintas, sino una letra H Imaginaros una letra H en la que en mitad del nanohilo tengo material superconductor que conecta y los dos palitos del H En los extremos el nanohilo va en los palos largos del H Y tengo los estados de mayorana en los extremos del nanohilo Bien, pues para hacer el braiding lo ¿Qué yo tengo que hacer es un estado de uno de los extremos por situarnos? No vamos a poner el nanohilo en la H, la letra H puesta en horizontal y tengo en el nanohilo de arriba, izquierda, derecha y en el nanohilo de abajo, izquierda, derecha. Entonces el…
Francis Villatoro explica la alternativa utilizada en un artículo de Nature sobre estados de Majorana, donde los investigadores emplearon una estructura llamada 'tetrón' en lugar de nanohilos conectados por una letra H.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5estados de mayorana microsoft natureprueba definitiva estados de mayoranacomportamiento topológico prueba definitivaestructura tetrón en artículo natureestados de mayorana qubitcomputador mayorana y qubitscuatro modos cero mayorana…lo muevo hasta ponerlo en abajo derecha y entonces es digamos trenzado; he hecho el braiding como si fueran dos cuerdecitas, tengo la cuerdecita arriba y abajo y al intercambiar los dos extremos de la derecha ha habido como una especie de enlazamiento. Demostrar eso será la prueba definitiva de que tienes estados de mayorana y eso nadie lo ha logrado probar nunca y el trabajo de la gente de Microsoft publicado en Nature y lo que parece que tienen y de lo que hablan es que eso lo intentarán algún día ni ellos en ningún lugar del hype han dicho lo hemos hecho no lo dicen en ningún sitio no quieren que les llamen mentirosos porque si lo dicen es mentira eso es realmente la prueba definitiva de topología de comportamiento topológico sin eso todo lo que se diga es cero patatero es hablar por hablar esa es la prueba ¿Qué es lo más próximo a lo que han hecho estos investigadores en el artículo de Nature? En el artículo de Nature, en lugar de tomar dos nanohilos conectados con una letra H en medio, lo que han hecho es, esto se llama un tetrón, un tetrón porque tiene cuatro estados de mayorana Hay cuatro extremos de los dos nanohilos, tengo cuatro modos cero de tipo mayorana, pues con esos cuatro estados, esa letra H se comporta como un qubit Entonces para tener un qubit yo necesito cuatro estados de mayorana, ¿vale? En el supuesto ordenador este mayorana 1, que se supone supuestamente que tiene ocho qubits, tiene que haber 32 estados de mayorana Nadie ha observado nunca ninguno, ¿vale? Pero ellos dicen que tienen 32, por decir un número, y bueno, el CEO ha dicho que pronto tendrán millones, pero bueno, eso es; hablar por hablar es muy fácil. Bien, entonces, en lugar de poner esa estructura en letra…
Francis Villatoro explica cómo la manipulación de campos magnéticos permite invertir rápidamente la polaridad de los estados de André, lo cual es crucial para identificar posibles Estados de Mayorana.
Habla: Francis VillatoroPalabras #16estados de mayorana y campos magnéticospolaridad estados de andré microsegundosfigura resultados único artículo…El estado de André en un extremo ficticio, claro que estamos en un punto del nanohilo poniendo un extremo ficticio y aquí ponemos otro extremo ficticio que en otro estado. En principio en los estados de André uno podía estar para arriba y otro para abajo. Entonces, si fueran de mayorana ambos estarían para arriba o ambos estarían para abajo. Entonces, lo que se ha hecho aquí es con campos magnéticos de manera muy rápida en escalas de microsegundos cambiar las polaridades de esos estados y lo que se observa en la figura, la única figura que presenta resultados en todo el artículo, está algo sorprendente: una única figura para un único dispositivo, el dispositivo A, pero parece un poco pobre, bueno, pero es la única figura es una figura en la que se observa como a un ritmo de microsegundos yo voy cambiando esos capos magnéticos y voy consiguiendo que el estado vaya como saltando…
Francis Villatoro explica que actualmente nadie ha estudiado la configuración mencionada con estados de Andréz y logrado reproducir un efecto similar al observado. Anticipa que en los próximos meses o un año y medio, un equipo experimental podría replicar este experimento.
Habla: Francis VillatoroPalabras #7estados andréz efecto replicableenergía nivel fermi estados andrézequipo experimental estados de andrézartículo sugiere estados mayorana…dos para arriba o los dos para abajo los dos para arriba o los dos para abajo, dos para arriba, aguantan un tiempo, ahora pasan para abajo, transiciones rápidas arriba, pero siempre así y ellos dicen que eso es un indicio de que esos estados son de mayorana y si es verdad que hasta ahora nadie había estudiado esta configuración con estados garantizados de Andréz y había logrado reproducir con estados de Andréz que son estados de baja energía pero mucho mayor que lo que es el nivel de Fermi por lo tanto no es energía cero ver este efecto ya se está trabajando en ello es muy posible que los próximos meses quizás un año quizás un año y medio hay un equipo experimental que haga lo mismo con estados de Andréz entonces automáticamente este artículo tendría que son porque sugiere que se está haciendo con Estados de Mayorana, ¿Vale? Pero bueno, probablemente ya veremos si lo rechazan o no; probablemente no, porque está poniendo que hay una especie de movida colectiva para que no tenga dos rechazos Microsoft en Nature, ¿vale? O sea que probablemente este artículo, aunque se…
Francis Villatoro explica cómo se pueden construir qubits utilizando estados de Majorana, lo que implica la necesidad de poder mover estos estados entre nanohilos mediante operadores cuánticos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #13estados de mayorana en cubitsoperadores cuánticos mueven estadosestructura con muchas hmicrosoft construye ordenador qubits…que se ve perfectamente en la figura de la información superventaria Una pregunta Francis, vos que seguís esto con mucha más atención ¿Tetron es la primera vez que escuchaste? Yo no había escuchado, nunca se termina Eso se propuso sobre el año 2012 o por ahí, como la manera de construir un cubit utilizando estados de mayorana Tú necesitas poder mover los estados de mayorana, entonces la manera más sencilla de mover los estados de mayorana es que se apares Entonces tú pones los dos nanohilos y juegas con operadores cuánticos que te mueven de un nanohilo a otro Entonces en última instancia lo ideal sería tener una estructura con muchas H, una justo debajo de la otra y poder mover los estados de mayorana de una H a la siguiente y hacer cosas de ese tipo Eso es bastante más complicado Entonces el ordenador que ha construido Microsoft es un ordenador con H y después que tiene como nanohilos horizontales tengo una H tendida, una H acostada, una línea horizontal, otra H, una línea horizontal, otra H y cada H es el cubic. Y es el nombre que le llamaron, le llamaron Tetron en su momento. Es en inglés, yo tradujo Tetron al español, en inglés es Tetron sin tilde, no sé cómo se dirá, Tetron o no sé cómo se dirá en inglés. Yo no lo he escuchado nunca pronunciar a nadie, o sea que…
Francis Villatoro continúa analizando el artículo científico publicado en Nature sobre la creación de qubits con Estados de Mayorana, criticando su metodología y resultados.
Habla: Francis VillatoroPalabras #15qubits con estados de mayorana naturemetodología qubit topológico cuestionadananohilos efectivos y resultados incompletos…ha hecho público, te lees el informe de los revisores y ves las críticas de los revisores y dices lo que está originalmente escrito en ese artículo es una sarta de mentiras porque era un artículo en el que demostraban el primer qubit con Estados de Mayorana habían montado un tetrón lineal y demostraban que tenían un qubit topológico con Estados de Mayorana eso era el artículo original, el artículo que fue enviado a revisión y después resulta que ni tenemos estado de mayorana y mucho menos tenemos un QB y no tenemos resultados de los dos nanohilos, digamos, son nanohilos efectivos porque es el único nanohilo largo y se ha cogido dos trocitos, no tengo resultados de los dos nanohilos, solo de uno de ellos, o sea, ¿qué falta? O sea, es un artículo, ya os digo, muy, muy, muy flojo, ¿vale? Entonces, aquí es una cuestión de, como lo de Elon Musk, ¿no? Las redes sociales, ¿no? Polarización. Tú te puedes polarizar a un extremo; hay mucha gente en redes sociales que está diciendo: me creo lo que diga Microsoft. Y si Microsoft dice que tiene un…
Francis Villatoro explica que, a pesar de las dudas iniciales sobre la existencia de estados de mayorana, el equipo ha logrado avanzar significativamente y ahora cuenta con 32 estados de mayorana y 8 qubits en funcionamiento.
Habla: Francis VillatoroPalabras #9artículo nature y estados de mayoranapublicación física revisión b marzo 2024chetan nayak comenta artículo nature32 estados de mayorana en funcionamiento8 qubits en funcionamientocharla aps marzo sobre estados de mayorana…después vienen los comentarios de gente; acaba de decir que no sé qué y eso me parece que no es verdad y entonces él dice, entre corchetes, en realidad esto no es lo que es, no sé cuánto; esto es otra cosa. Ha puesto varios disclaimers dentro del trozo. Y entonces, en uno de los comentarios, el propio Chita Naya comenta: es verdad lo que dicen de nuestro artículo en Nature; ni tenemos COVID, ni tenemos Estado de Mayorana, es que es un artículo hecho, enviado a la revista en marzo de 2024, que se ha publicado ahora en febrero de 2025. pero es que nosotros hemos seguido investigando. Entonces, no teníamos ni un estado de mayorana, pero en un año hemos logrado tener 32 estados de mayorana y 8 qubits en funcionamiento. Y ha prometido que en el meeting del APS de marzo, que lo va a contar en su charla de 10 minutos. En la charla de 10 minutos no me creo absolutamente nada, porque suelen ser charlas de promoción O sea, te ponen la foto del chip, te ponen 4 figuritas y no sabes muy bien ni lo que te han contado pero bueno, en una charla de este tipo fue como se hizo famoso Pablo Jarillo Herrero, que es el…
Francis Villatoro comenta sobre las dificultades para demostrar la energía cero en estados de mayorana, a pesar de confiar en el nuevo liderazgo del equipo de Microsoft liderado por Nayak.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3modo cero de mayorana no observadoordenadores cuánticos basados en mayoranareplicación trabajo estados de andreevenergía cero estados de mayorananayak liderando equipo microsoftexperto mundial estados de mayorana…fue una charla de 10 minutos la que lo hizo famoso, una charla que se ha visto en YouTube infinidad de veces porque es una charla espectacular pero claro, es que ahí era una charla llena de resultados, ¿qué va a presentar Chata en Naya? Pues no tengo ni idea pero lo que deben de saber nuestros oyentes es que a día de hoy nadie nunca ha observado un modo cero de mayorana y por lo tanto todo lo que se monte a partir de ahí es decir que tengo un ordenador con no sé cuánto voy a hacer ordenadores con millones de modos de mayorana tú dices vale pues podrás hacerlo con millones de unicornios rosas pero todavía nadie ha observado un unicornio rosa entonces esa es la situación en la que estamos ahora mismo y vamos a esperar a ver qué cuenta, a ver qué publica en futuros artículos y a ver la replicación de este trabajo, porque este trabajo ya hay gente que es capaz de replicarlo, que se va a poner a replicarlo y vamos a ver si con estados de Andreev observan exactamente el mismo comportamiento, que yo me temo que sí, yo me temo que van a observar el mismo comportamiento. El Datsarma, que lo echaron de Microsoft, ya ha dicho; yo confío mucho en lo que Nayak está haciendo en Microsoft y su nueva línea de liderazgo en el equipo, pero recordemos que energía cero es imposible de demostrar, así que probablemente nunca se observe en estados de energía cero y por tanto nunca se observe en los estados de mayorana, y lo dice uno de los mayores expertos mundiales; pero que confía, confía en que Nayak tenga alguna idea feliz y revolucione el cambio. Pero wow, eso es como no decir nada, entonces esa es la circunstancia en la que estamos; no tenemos nada y ya veremos si algún día tenemos algo. Voy a hacer una cosa que no pensé que haría nunca: que es citar a Ronald Reagan con un famoso eslogan que era “Trust but verify”, ¿no? Confía pero comprueba; pues confiamos exactamente, para mí lo que tiene valor son los artículos científicos, ¿vale? Lo que…