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Francis VillatoroHéctor SocasJosé EdelsteinGastón Giribetestados majorana y qubits topológicosdiferenciación estados andreev e impostoresidentificación cubito pológico genuinoestados cuánticos genuinos y falsosnudos reales versus nudos mágicosdesanudar con operaciones específicasestados andréev deshacen el nudoestados topológicos cuestan trabajocomputación cuántica para oyentesestados de AndreevHéctor SocasFrancis VillatoroEstados de Andréestado MajoranaJosé EdelsteinEstados de MayoranaEstados de Andréfsuperconductor de tipo SQubitEstados de MajoranaNanohiloBraidingNatureMicrosoftDas SarmaChita NayakMillikanEstados de Andréznivel de FermiAndréSpinEstados de AndrésCampos magnéticos
Estados andréev deshacen el nudo
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 20259 momentos
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Héctor Socas y Francis Villatoro concluyen una explicación sobre la dificultad de distinguir entre estados de Andreev y estados topológicos en el contexto de la computación cuántica, afirmando que han resuelto el problema para los oyentes.
…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 de uno de los extremos logras que se deshaca el nudo. Entonces, con estados de Andrés deshaces el nudo fácilmente; con los estados topológicos, pues el nudo cuesta mucho trabajo deshacerlo. Exactamente. Bueno, pues yo creo que ya hemos deshecho el nudo de este problema de la computación cuántica para nuestros oyentes. Vamos aquí a hacer una pausita. Nosotros vamos a tomar un café; yo me voy a hacer un mate, ya les voy advirtiendo. Y volvemos enseguida con la cara B de este programa. Conocí a un chico que las tenía tatuadas: las ecuaciones de campo y creo que también la expresión del radio de Schwarzschild o algo así. Mariano Chernikov, un amigo también en común con José, tiene un tatuaje que es un diagrama de Penrose de un agujero negro…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo se pueden mover estados ligados dentro de un hilo manteniendo su conexión, lo cual es fundamental para la computación cuántica.
Habla: Francis VillatoroSignificado #15estados ligados en hilo computación cuánticaoperadores cuánticos para estados ligadoscampos magnéticos y eléctricos estados…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 puede hacer con operadores cuánticos, básicamente aplicar campos magnéticos y polarizar con campos eléctricos y consigo hacer ese tipo de movimiento de estado. Y esa es la clave, digamos, de la computación cuántica. Claro, esto era todo con un superconductor de tipo P. Los superconductores de tipo P son muy difíciles de manejar en laboratorio, etc. Entonces, unos años más tarde, en 2008, se descubrió que hay un truco. Hay un truco absolutamente fascinante; y es que yo…
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 VillatoroSignificado #3estados de mayorana de masa ceroestados de andref no son topológicosnanohilo con superconductor tipo smaterial convencional requiere estados de mayorana…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 #10 · Palabras #4estados 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…
Héctor Socas y Francis Villatoro concluyen una explicación sobre la dificultad de distinguir entre estados de Andreev y estados topológicos en el contexto de la computación cuántica, afirmando que han resuelto el problema para los oyentes.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #1estados majorana y qubits topológicosdiferenciación estados andreev e impostoresidentificación cubito pológico genuinoestados cuánticos genuinos y falsosnudos reales versus nudos mágicosdesanudar con operaciones específicasestados andréev deshacen el nudoestados topológicos cuestan trabajocomputación cuántica para oyentes…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 de uno de los extremos logras que se deshaca el nudo. Entonces, con estados de Andrés deshaces el nudo fácilmente; con los estados topológicos, pues el nudo cuesta mucho trabajo deshacerlo. Exactamente. Bueno, pues yo creo que ya hemos deshecho el nudo de este problema de la computación cuántica para nuestros oyentes. Vamos aquí a hacer una pausita. Nosotros vamos a tomar un café; yo me voy a hacer un mate, ya les voy advirtiendo. Y volvemos enseguida con la cara B de este programa. Conocí a un chico que las tenía tatuadas: las ecuaciones de campo y creo que también la expresión del radio de Schwarzschild o algo así. Mariano Chernikov, un amigo también en común con José, tiene un tatuaje que es un diagrama de Penrose de un agujero negro…
Francis Villatoro explica cómo diferenciar estados de Majorana de los estados de Andreev, señalando que la distinción reside en su naturaleza topológica y la observación del 'braiding'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6 · Palabras #7cubitos topológicos milikelvinestados no topológicos tipo andrésartículo microsoft das sarmaartículo retirado nature microsoftestados de andreev replicación experimentaldatos experimentos dasarma naturalezaartículo cubitos topológicos naturesesgo selección experimentos microsoftinvestigador reputado dasarma universidadestados mayorana versus andreevestados majorana y estados andreevdistinción topológica estados majoranabraiding como señal característicaobservación braiding en nanohilo…ladeada y la sacudí un poco el mate para que se hiciera el huequito por arriba antes de echar el agua. Y tuviste actitudes; es cierto, con eso ganaste un par de puntos. Bueno, me despido. Muchas gracias. Hasta luego, José. Gracias por participar. Bueno, pues Continuamos con los estados topológicos. Seguimos con los cubitos topológicos, Francis. ¿Dónde nos habíamos quedado? Tenemos un ganuelo que tiene, en sus dos extremos, tiene, supuestamente, dos estados topológicos. Eso, pues, enfriado a temperaturas de milikelvin y, supuestamente, hay ciertas señales que indican la presencia de esos estados. El problema es que esas señales en general son difíciles de distinguir de los estados no topológicos de tipo Andrés, con lo que eso ha generado muchas dudas y el artículo más famoso, que fue un artículo de 2018 de gente de Microsoft, liderado por Das Sarma, que era el gran especialista mundial. en el campo, pues fue un artículo que tuvo que ser retirado. se publicó en Nature probablemente por el apoyo de Microsoft y se intentaron replicar los mismos resultados experimentales con la seguridad de que se estaba trabajando con estados de Andreev y se logró hacer entonces ya se empezó a profundizar la trastienda a través de Nature se pidió que Dasarma y su grupo hicieran público a los investigadores todos los datos de los experimentos suyos y se vio que ellos habían hecho un sesgo de selección. Habían realizado experimentos fallidos y experimentos no fallidos, supuestamente. Y entonces solamente habían puesto los no fallidos, en plan Millikan, en el artículo de Nature. Entonces hubo incluso gente que habló de mala ciencia Microsoft decidió cortarle la cabeza a Dasarma y echarlo de la compañía Está un investigador súper reputado, no tiene ningún problema en encontrar una universidad que lo contrate, es muy famoso Y él sigue estando ahí Él recientemente ha dicho del 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…
Francis Villatoro describe un paso adicional en el proceso de entrelazado de estados cuánticos, moviendo un estado derecho inferior para replicar un movimiento previo y completar el 'braiding'. Explica que este proceso simula el entrelazamiento de dos cuerdas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16entrelazado estados cuánticosbraiding simula cuerdasmovimiento estado derecho inferiorintercambio extremos del braiding…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…
Francis Villatoro explica cómo la alineación de los espines de dos estados de Andrés indica la posible existencia de un estado Majorana, diferenciándolo del comportamiento local típico de estos últimos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2estados 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…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…
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 VillatoroSignificado #9estados 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 a los oyentes que hasta la fecha no se ha observado un modo cero de Majorana, lo que pone en duda la viabilidad de construir ordenadores cuánticos basados en esta tecnología.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #11modo cero de mayorana no observadoordenadores cuánticos basados en mayoranareplicación trabajo estados de andreev…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…