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Francis VillatoroHéctor SocasJosé EdelsteinGastón Giribetestados majorana y estados andreevdistinción topológica estados majoranabraiding como señal característicaobservación braiding en nanohiloestados de mayorana conectadosmaterial superconductor forma letra hnanohilos y estados de mayoranabraiding con material superconductorentrelazado estados de majoranananohilos superconductor letra hbraiding intercambio nanohilo arriba abajoestados majorana en nanohiloscampo magnético longitudinal nanohiloefecto túnel campos eléctricospuntos cuánticos braiding estadosEstados de MayoranaFrancis VillatoroMaterial superconductorMajoranaAndréQubitMicrosoftNatureEstados de MajoranaSpinEstados de AndrésCampos magnéticosEstados de AndreevNanohiloBraidingEstados de Andréestado Majoranaletra HTétrón linealPuntos cuánticosestado de MajoranaHéctor Socas
Entrelazado Estados de Majorana
Con
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Francis Villatoro explica cómo realizar un 'braiding' o entrelazado de estados de Majorana, describiendo la configuración física necesaria con nanohilos y una letra H formada por un material superconductor.
…nuevo artículo que confía en que el nuevo jefe del equipo que trabaja en esto Chita Nayak, que vaya por buen camino. Entonces nos encontramos con que es muy difícil distinguir estos estados de Majorana, estos modos cero de Majorana, de los estados de Andreev. ¿Cómo se pueden distinguir? Pues si unos estados son topológicos y los otros son no topológicos, se pueden distinguir topológicamente. O sea, la señal característica que dirá, ya sí, ya lo hemos visto, hemos observado los estados 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 braiding consiste en intercambiar los derechas de arriba a abajo. Pero ¿cómo lo hago? Pues para hacer eso tengo que mover, eso se puede hacer con campos eléctricos y magnéticos. Estos nanohilos funcionan aplicando un campo magnético longitudinal a lo largo de la dirección del nanohilo y yo actúo sobre el nanohilo utilizando una serie de contactos que son con puntos cuánticos y mediante efecto túnel con campos eléctricos y con campos magnéticos transversales, tanto en dirección vertical como en dirección vertical en el mismo plano del nanohilo pero manteniendo siempre el campo magnético longitudinal a lo largo de la dirección del nanohilo. Entonces yo tengo esa H, los estados arriba y los estados abajo, y entonces lo que tengo. ¿Qué hacer es el de arriba derecha, por ejemplo, moverlo; lo puedo mover. Puedo hacer aplicaciones con campos eléctricos y magnéticos; puedo ir moviendo ese estado hasta que llegue a la barra central de la letra H, pasarlo al otro lado y continuar un poquito…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro aclara que la cuasipartícula de tipo Majorana descrita no tiene relación con las partículas de Majorana propuestas para explicar neutrinos o en supersimetría, sino que se trata de un estado de masa efectiva cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #2estados majorana computación cuánticacuasipartícula tipo majorana masa efectiva ceroneutrino y majorana supersimetría…están conectados el uno con el otro. Y se puede construir un modelo de tipo Fermión de Mayorana para la parejita de esos dos modos. Entonces son cuasipartículas como localizadas en esos extremos de esa cadena y los puedo interpretar como si fueran los dos Estados de una cuasipartícula de tipo Majorana. Pero es una cuasipartícula de tipo Majorana que no tiene nada que ver con las partículas de tipo Majorana. Es decir, no tiene nada que ver ni con los Majoranas como candidato a explicar el neutrino, ni los Majoranas en supersimetría, ni nada por el estilo porque es un estado de masa efectiva cero. ¿Una partícula de masa cero? Eso es una cosa. Desde el punto de vista de la física de partículas no tiene sentido, pero en materiales sí ocurre. Para entender bien ese material, lo suyo es recurrir a la estructura de bandas. Lo que tenemos es un material, un…
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 #14estados 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 los estados en un nanohilo se encuentran en sus puntas y están entrelazados, lo que proporciona una mayor robustez frente a errores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #10estados entrelazados en nanohilorobustez estados mayorana puntas nanohilono localidad estados entrelazadosprobabilidad destrucción estados mayorana baja…es una partícula real sino una cuasi partícula. Es un estado en un material, entonces eso está mucho más protegido frente a errores porque no se degrada porque en un sitio tenga una interacción con algo, sino que es toda una zona, digamos, la que es el cubit. Si tienes un nanohilo, pues los estados están en las puntas del nanohilo, entonces algo que afecte a una punta no puede destruir el estado porque no afecta a la otra, porque el estado es las dos entrelazadas. Ese estado entrelazado es las dos puntas, o sea que hay una no localidad; entonces no una interacción local puede destruir el estado y es mucho más robusto. Por eso la probabilidad de que dos interacciones locales afecten de la misma manera a las dos puntas con eso se destruye el estado de Mayonara es mucho más baja que las probabilidades de los cubis habituales, que afectan directamente porque están muy localizados. Y por eso hay tanto interés en esta otra estrategia, y por eso se habla de la importancia de demostrar que uno está haciendo computación topológica, y que es lo que no está del todo claro: que realmente se hayan conseguido estos estados que demuestren esta…
Héctor Socas continúa la discusión sobre los estados de Majorana y su dificultad para ser identificados como qubits topológicos genuinos, diferenciándolos de los estados de Andreev que podrían simularlos.
Habla: Héctor SocasPalabras #19estados majorana y qubits topológicosdiferenciación estados andreev e impostoresidentificación cubito pológico genuino…alguien se ha perdido mucho, por lo menos que se quede con esa idea; yo creo que le dará una idea de por qué este avance es tan controvertido y tan importante, si fuera verdad, pero también tiene tantos... porque es difícil demostrar que eso es un estado de. mayorana genuino, que realmente es un cubito pológico y no es un estado trivial de estos de Andreev que tú dices, ¿no? Que básicamente es algo que se le parece, o sea, que observacionalmente es difícil saber si lo que tú tienes ahí es eso que se busca, ese cubito pológico, o es un estado trivial de estos de Andreev que puede ser de impostor, ¿no? Sí, por eso de andar por casa podemos decir que es el tema del nudo. Cuando tú tienes un nudo, para deshacer el nudo, tú tienes que acercar los extremos y hacer una serie de operaciones para desanudar. Pero si tienes un falso nudo, cuando tienes un falso nudo, solo tirando, eso lo hacen los magos, tirando…
Francis Villatoro explica cómo realizar un 'braiding' o entrelazado de estados de Majorana, describiendo la configuración física necesaria con nanohilos y una letra H formada por un material superconductor.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1estados majorana y estados andreevdistinción topológica estados majoranabraiding como señal característicaobservación braiding en nanohiloestados de mayorana conectadosmaterial superconductor forma letra hnanohilos y estados de mayoranabraiding con material superconductorentrelazado estados de majoranananohilos superconductor letra hbraiding intercambio nanohilo arriba abajoestados majorana en nanohiloscampo magnético longitudinal nanohiloefecto túnel campos eléctricospuntos cuánticos braiding estados…nuevo artículo que confía en que el nuevo jefe del equipo que trabaja en esto Chita Nayak, que vaya por buen camino. Entonces nos encontramos con que es muy difícil distinguir estos estados de Majorana, estos modos cero de Majorana, de los estados de Andreev. ¿Cómo se pueden distinguir? Pues si unos estados son topológicos y los otros son no topológicos, se pueden distinguir topológicamente. O sea, la señal característica que dirá, ya sí, ya lo hemos visto, hemos observado los estados 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 braiding consiste en intercambiar los derechas de arriba a abajo. Pero ¿cómo lo hago? Pues para hacer eso tengo que mover, eso se puede hacer con campos eléctricos y magnéticos. Estos nanohilos funcionan aplicando un campo magnético longitudinal a lo largo de la dirección del nanohilo y yo actúo sobre el nanohilo utilizando una serie de contactos que son con puntos cuánticos y mediante efecto túnel con campos eléctricos y con campos magnéticos transversales, tanto en dirección vertical como en dirección vertical en el mismo plano del nanohilo pero manteniendo siempre el campo magnético longitudinal a lo largo de la dirección del nanohilo. Entonces yo tengo esa H, los estados arriba y los estados abajo, y entonces lo que tengo. ¿Qué hacer es el de arriba derecha, por ejemplo, moverlo; lo puedo mover. Puedo hacer aplicaciones con campos eléctricos y magnéticos; puedo ir moviendo ese estado hasta que llegue a la barra central de la letra H, pasarlo al otro lado y continuar un poquito…
Francis Villatoro explica que demostrar el entrelazado de estados de Majorana sería una prueba definitiva, algo que ni siquiera Microsoft ha logrado y no afirma haber hecho.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12 · Palabras #4entrelazado estados cuánticosbraiding simula cuerdasmovimiento estado derecho inferiorintercambio extremos del braidingestados de mayorana microsoft natureprueba definitiva estados de mayoranacomportamiento topológico prueba definitivaestructura tetrón en artículo natureestados de mayorana qubitcomputador mayorana y qubitscuatro modos cero mayorana…al otro lado y continuar un poquito que se mueva hacia la izquierda y tengo que hacer todo esto manteniendo la ligadura no local entre ese estrado como extremo de un nanohilo virtual que ahora no es recto sino que está dando vuelta con el otro lado; ¿vale? Y ahora cojo el estado derecho de abajo y hago lo mismo, lo muevo, lo llevo por el palito del medio de la H y lo pongo donde estaba el otro estado, arriba derecha. Y ahora el que tengo aquí cercano a abajo izquierda 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 las dificultades teóricas para construir estados de Majorana en medio de un nanohilo, contrastando con lo que predicen los modelos teóricos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #16estados de mayorana y destrucción del estadotetrón lineal observación estados de mayoranapuntos cuánticos alteran estadosestados de mayorana en nanohilospuntos cuánticos extremos nanohiloconstrucción estados de mayorana medioestados majorana en nanohilosmodelos teóricos estados majoranadificultades construcción estados majorana…letra H y la parte de arriba, la H horizontal, la rompemos y entonces ponemos el palito del medio, lo ponemos debajo de uno de los palos largos y ponemos el otro palo largo justo debajo Imaginaros esa estructura, ¿no? Eso es lo que se llama un tetrón lineal ¿Qué ventaja tiene el tetrón lineal? Bueno, el gran problema que tenían los estados de Mayorana es que se pensaba que la razón por la cual no habían sido observados es porque todos los puntos cuánticos que se utilizan para explorar estos estados alteraban y destruían el estado. Entonces, pues una manera de no destruir el estado es poner un nanohilo muy largo, que tenga puntos cuánticos en los extremos, pero los estados de mayorana tratar de construirlos en medio, no en los extremos Coger un punto cualquiera del nanohilo, aquí, y digo, aquí voy a poner un extremo, y otro punto, aquí pongo el otro extremo, pero el nanohilo es más largo Eso, teóricamente, es muy difícil de hacer. La teoría, lo que nos dicen los modelos teóricos, es que los estados están en los extremos del nanohilo. Tú los puedes mover y colocar ahí. Pero la teoría no nos dice que de manera espontánea aparezcan estados ahí porque yo diga que quiero que aparezcan. Fijaros que eso es muy diferente. Es decir, es muy diferente a lo que se pretendía hacer antes; que estaba apoyado por teoría. Ahora no tenemos un apoyo de teoría, lo que tenemos es hipótesis: si yo pongo unos contactos de tipo punto cuántico en dos puntos…
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 VillatoroSignificado #3efecto túnel para contactospuntos cuánticos de área pequeñaestados de mayorana y nanohiloubicación estados de mayorana puntos cuánticosestados de andrés en la evidenciacontrol ubicación estados de majoranapuntos cuánticos y estados de majoranaestados andreez alineadospunto cuántico alargado mayoranascomportamiento local estados andreezespines estados de andreezestados de mayorana y campos magnéticospolaridad estados de andré microsegundosfigura resultados único artículo…de tipo punto cuántico en dos puntos cualquiera del nanohilo muy largo, el nanohilo tiene como 3,5 micrómetros; el grosor de la parte de aluminio del superconductor son 60 nanómetros y el grosor de la parte del nanohilo son de orden de 3, 4 nanómetros. Entonces, yo pongo esos contactos por efecto túnel; me van a explorar, pongo básicamente tres puntos cuánticos: un punto cuántico pequeño, de área pequeña, un punto cuántico de área larga y un punto cuántico de área pequeña. Y digo, estos están cercanos, sin tocar al nanohilo ni tampoco al superconductor. Y digo, donde está el punto cuántico primero, pequeño, de área pequeña, es donde yo quiero que esté el extremo donde va a aparecer el estado de Majorana. Y donde está el otro punto cuántico pequeño, quiero que aparezca el otro extremo. Quiero, pero no hay pruebas de que haya aparecido. Entonces, con unos capos magnéticos yo puedo aplicar una serie de operaciones sobre ese estado y lo que se puede medir es que el spin asociado al estado, ahí aparecen estados de Andrés; los estados de Andrés sí sabemos que existen. han sido explorados y aparecen cerca de ese punto cuántico pequeño aparece un estado de Andrés pero la clave es el punto cuántico alargado que está justo debajo para que aparezcan los mayoranas. Tengo esos dos estados de Andreez en esos extremos y lo que yo digo es, si los espines de esos estados están apuntando ambos en la misma dirección, eso es un indicio de que tengo un estado que va más allá de lo que es el comportamiento local de los estados de Andreez porque los estados de André son locales. 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…