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Longitud de onda fotón guía
Con
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Francis Villatoro explica cómo utiliza guías coplanares sobre un sustrato para crear circuitos ópticos integrados, comparándolo con la creación de circuitos electrónicos en chips.
…cuando yo los genero más o menos está equilibrado. Yo los desequilibrio y hago que el error en posición baje a costa de empeorar el error en momento lineal. Entonces con eso consigo esto: es relevante en este tiempo de tecnologías ópticas, cuando en lugar De utilizar fibra óptica, lo que utilizo son guías coplanares, guías puestas sobre un sustrato, es como los chips, lo comentaba Gastón, de crear circuitos electrónicos ahí, pues esto integrado, es óptica integrada. Los láseres me emiten básicamente infrarrojo, son tamaños micrométricos, y yo puedo integrar circuitos incluso submicrométricos, en los que realmente ese fotón óptico es más grande que la guía que lo guía. O sea, el fotón se está haciendo guiado por una estructura que es más pequeña que su longitud de onda. Pero esto funciona bastante bien. Y eso en óptica cuántica es muy útil porque eso te permite tener estos fotones ópticos que cubran todas las guías. Tienes 16 guías en paralelo y las longitudes de onda de esos fotones son tan grandes como lo que ocupan las 16 guías, pero están guiados por una cosa mucho más pequeña y Bueno, esta empresa desarrolló un ordenador que llamó X8, que tenía 8 modos estrechados en posición en la guía y era la novedad. Eso lo publicó en Nature en 2021. Después desarrolló un ordenador, un poquito más avanzado, que era X12, que tenía 12 modos. Fue…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica que todas las partículas tienen una longitud de onda típica y que algunas pueden tener tamaños macroscópicos, comparables a objetos cotidianos como centímetros o metros.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13longitud de onda típica partículatamaño macroecópico partículas electronvoltiospartícula de materia oscura centimétricoonda de broglie tamaño métrico…con una masa macroscópica, eso parece muy complicado y eso en principio suelen ser masas pequeñas. Los detectores que tienen toneladas de detector son mucho más fiables para la escala de masas de los átomos, pero sin embargo hay una cosa muy curiosa. Y es que toda partícula tiene una longitud de onda típica. Las partículas son como ondas que tienen un tamaño típico y resulta que podemos estimar el tamaño de partículas que sea comparable a un tamaño macroecópico y esas partículas tienen este rango de masas, entre 10 a la menos 5 y 10 a las 3 electronvoltios. Estamos hablando de partículas cuya longitud de onda de De Broglie es macroscópica, es de tamaño centimétrico, métrico, milimétrico, o sea, tenemos ahí un rango que es comparable a los objetos macroscópicos; es decir, la partícula de materia oscura, que todos nuestros oyentes se imaginan, una partícula, un puntito, no, una partícula es una onda, una cosa que oscila, que tiene un tamaño. Si esa partícula tiene un tamaño comparable a una bola de un material, pues puede interaccionar con toda la bola. No es una partícula que puntualmente interacciona con un nucleón, con un protón o un neutrón, que son cosas extremadamente pequeñas, sino que su…
Héctor Socas explica cómo las cavidades resonantes amplifican ciertos modos basados en la longitud de onda de la luz visible, que son extremadamente pequeñas.
Habla: Héctor SocasSignificado #3 · Palabras #16cavidades resonantes amplifican longitudes ondalongitud de onda luz visible nanómetrosmodos enteros longitud de onda…eso mismo, ese mismo principio aplicado a la luz visible se puede hacer con espejos, con espejos ultra reflectantes, se mete un haz de láser y se empieza a reflejar entre los espejos de un lado y a otro, esos espejos como para hacer reflejos infinitos, y lo Que te va a ocurrir es que esa cavidad va a tener una preferencia, va a amplificar aquellos modos en los que caben un número entero de longitudes de onda, que claro son pequeñísimas, o sea, la longitud de onda de la luz visible es de... Yo qué sé, de cientos de nanómetros, o sea, de menos de micrómetros, ¿no? Millonésimas de metros. Entonces lo que se hace es que se mete un Láser y tú vas en un láser sintonizable y tú lo vas sintonizando hasta que llega un momento que ves que se produce la resonancia, o sea, que la cavidad amplifica, se forma esa onda estacionaria de luz y se produce una amplificación de esa luz. Entonces, en…
Héctor Socas describe un experimento realizado en un instituto que utiliza una red conectada por fibra óptica para comparar mediciones entre laboratorios distantes.
Habla: Héctor SocasPalabras #9cavidades resonantes y medición de longitudfotón resuena en cajafibra óptica de 2220 kilómetroslaboratorios comparan mediciones…cambiado la masa del electrón esas frecuencias van a ser un poquito diferentes y ahora ese fotón ya no va a resonar. Es una técnica de interferometría que te permite hacer medidas diferenciales extremadamente precisas y lo mismo con la caja, de hecho lo que Ellos hacen el experimento que ellos hacen en su instituto; ellos tienen una red conectada por fibra óptica de laboratorios con cavidades resonantes. Entonces, una vez que tienen una cavidad resonante con una cierta frecuencia, sacan un fotón de allí, un fotón que resuena en esa caja y lo llevan por una fibra óptica que tienen, una de hasta 2.220 kilómetros a otro laboratorio donde hay otra caja que mide exactamente lo mismo porque las han medido originariamente y las han ajustado a la misma medida; y entonces tú compruebas si siguen midiendo lo mismo o en algún momento se desvía, y con eso puedes medir hasta fracciones de la longitud de onda de la luz, que es algo pequeñísimo. Entonces, puedes comprobar si esas dos cajas siguen midiendo lo mismo con una precisión de fracciones de longitud de onda. Y Luego hacen lo mismo también con relojes atómicos en GPS. Los satélites GPS llevan relojes atómicos y no tienen fibra óptica al espacio, pero sí que se transmiten la señal porque es lo que se usa en GPS; se transmite la señal de esos relojes atómicos para…
Francis Villatoro aclara la diferencia entre el concepto de fotón en óptica y su aplicación en ordenadores cuánticos fotónicos Aurora, explicando que lo que se propaga en estos dispositivos son modos guiados, una especie de cuasipartículas hechas de fotones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #5fotón en óptica y ordenadores cuánticosmodos guiados en ordenadores cuánticos fotónicos auroracuasipartículas tipo electrón en un sólidomodos guiados como cuasi partícula de fotonesmodos guiados ordenadores cuánticos aurorafotones ópticos francis villatoropartículas fundamentales fotones aurora…línea que es la línea de la óptica lineal, el hecho de poder, la mecánica cuántica es básicamente una teoría lineal, entonces si tú en óptica cuántica que utilizas fotones, en óptica cuántica el concepto de fotón no tiene nada que ver con la partícula, ¿vale? O sea, cuando hablamos de fotón en una fibra óptica, en una guía de ondas, microintegrada, en un circuito óptico en plan chip, que son los que se utilizan en este tipo de ordenadores, lo que se propaga no es un fotón; lo que se propaga es lo mismo que en un sólido. No se propaga un electrón, cuando yo hablo de electrones en un sólido no hablo de electrones, hablo de cuasipartículas tipo electrón. Aquí en una guía lo que se propaga es un modo, un modo guiado; entonces, un modo guiado en cierto sentido, es una especie de cuasi partícula hecha de fotones. Pero esos modos guiados en ciertas circunstancias se comportan como objetos cuánticos y yo les llamo fotones. Entonces, cuando hablo de óptica cuántica, hablo de fotones ópticos. Se suele usar la palabra fotón sin ponerle ningún adjetivo, pero hay que tener en cuenta eso: de que no son, en rigor, no son partículas fundamentales. Bien, utilizando tecnologías fotónicas ya ha habido bastantes artículos desde 2019 con el tema de, ¿os acordáis de la, bueno, ahora hay que decir ventaja cuántica? En su momento se dijo supremacía cuántica, pero bueno, a los anglosajones les molesta la…
Francis Villatoro explica cómo se manipulan los fotones entrelazados en ordenadores cuánticos fotónicos Aurora, describiendo la creación de una letra X mediante guías paralelas y la posibilidad de introducir un desfase.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6fotones entrelazados ordenadores cuánticosguías paralelas letra x fotónicainterferómetro de fotones entrelazados…es el problema del muestreo de bosones. Es un muestreo gaussiano de bosones. Es un algoritmo concreto que se puede implementar usando fibra óptica y fotones en los que yo tengo dos canales, entonces yo cojo fotones, genero una pareja de fotones entrelazados. Los meto en dos guías que van paralelas y yo no sé dónde está cada fotón y yo puedo interferir ambos, hacer un interferómetro; puedo unir esas dos guías y entonces tengo las dos guías con una letra X. Se unen las dos guías en el vértice y continúan. Yo como no sé cuál es cuál en ambas guías, tampoco sé cuál es cuál después; yo en este proceso ahí puedo poner un pequeño desfase. Un pequeño desfase temporal, puedo introducir operaciones cuánticas sobre cúbics que están, digamos, en estado de superposición en la posición, porque la posición es lo que marca la guía. Entonces yo construyo un ordenador a base de poner como muchas fibras…
Francis Villatoro explica cómo se denominan los fotones ópticos como 'modos estrechados' o 'fotones estrechados', relacionándolo con el estado de superposición en posición y el momento lineal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6fotones ópticos modos estrechadosestado superposición posición fotonesrelación indeterminación posición momento lineal…pequeño; esto fue posterior a la supremacía que obtuvieron los chinos, pero obtuvo un pequeño ordenador que ellos pretendían que fuera escalable y que se pudiera extender con ocho estados de entrada. En estos casos, esta compañía utiliza una variante de los Fotones ópticos que se llaman los modos estrechados o los fotones estrechados. Como yo tengo los fotones en estado de superposición en posición, los fotones también tienen momento lineal. Y yo tengo la relación de indeterminación que relaciona la indeterminación en posición y la indeterminación en momento lineal, en velocidad. Los estados estrechados son estados en los que yo hago que la determinación o incertidumbre en posición y en velocidad en lugar de estar más o menos equilibradas, que es lo habitual en estado cuántico; cuando yo los genero más o menos está equilibrado. Yo los…
Francis Villatoro explica cómo utiliza guías coplanares sobre un sustrato para crear circuitos ópticos integrados, comparándolo con la creación de circuitos electrónicos en chips.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1guías coplanares sobre sustratocircuitos ópticos integrados micrométricosfotón óptico guía submicrométricalongitud de onda fotón guía…cuando yo los genero más o menos está equilibrado. Yo los desequilibrio y hago que el error en posición baje a costa de empeorar el error en momento lineal. Entonces con eso consigo esto: es relevante en este tiempo de tecnologías ópticas, cuando en lugar De utilizar fibra óptica, lo que utilizo son guías coplanares, guías puestas sobre un sustrato, es como los chips, lo comentaba Gastón, de crear circuitos electrónicos ahí, pues esto integrado, es óptica integrada. Los láseres me emiten básicamente infrarrojo, son tamaños micrométricos, y yo puedo integrar circuitos incluso submicrométricos, en los que realmente ese fotón óptico es más grande que la guía que lo guía. O sea, el fotón se está haciendo guiado por una estructura que es más pequeña que su longitud de onda. Pero esto funciona bastante bien. Y eso en óptica cuántica es muy útil porque eso te permite tener estos fotones ópticos que cubran todas las guías. Tienes 16 guías en paralelo y las longitudes de onda de esos fotones son tan grandes como lo que ocupan las 16 guías, pero están guiados por una cosa mucho más pequeña y Bueno, esta empresa desarrolló un ordenador que llamó X8, que tenía 8 modos estrechados en posición en la guía y era la novedad. Eso lo publicó en Nature en 2021. Después desarrolló un ordenador, un poquito más avanzado, que era X12, que tenía 12 modos. Fue…
Francis Villatoro explica las limitaciones de la computación cuántica con fotones ópticos, destacando el problema significativo de las pérdidas en esta tecnología.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14 · Palabras #15computación cuántica con fotones ópticospérdidas en tecnología de fotonesguía óptica transparente y fotón ópticofrancis villatoro explica pérdidas…trabajamos con unos cientos de millones de modos estrechados. Se ha trabajado solo con 84. Hay que trabajar con cientos de millones. Y eso en módulos, en racks, significa unas decenas de miles de racks; los cuatro, y imagina, hay que poner decenas de miles. Pero es que resulta que esto también es un prototipo, porque el gran problema que tiene esta tecnología, la gran problema que tiene la tecnología de computación cuántica con fotones, con fotones ópticos, incluso con los estrechados, es el problema de las pérdidas; las pérdidas son enormes. He dicho antes que el fotón óptico es más grande que la guía, es decir, el fotón óptico está pasando por un material, guiado por una cosa óptica transparente, pero está cubriendo una región muy grande. Las pérdidas son enormes, pero pérdidas absolutamente terribles. Por fortuna, estos chips son muy cortitos; son muy pequeñitos; son micrométricos; son chips muy pequeños, entonces la distancia que recorre el fotón mientras opera, pues es muy cortita y más o menos aguanta lo mínimo, lo mínimo que pueda aguantar, pero…
Francis Villatoro explica cómo se pueden simular qubits utilizando fotones que viajan a través de dos guías, combinando estados para representar el valor binario.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8fotones simulando qubitsestados definidos en 2021guías para fotones binariosentrelazamiento en posición de fotón…que no debemos de perder de vista, que mucha gente no le valoraba, no le daba el suficiente valor porque era una tecnología que solo se aplicaba al muestreo gaussiano de bosones, que es un problema muy concreto y como muy restringido, pero que ahora no. La clave para utilizar la universalidad con este tipo de tecnología son unos estados que se definieron en el año 2021, que son unos estados en los que yo puedo simular un qubit utilizando los fotones que van por dos guías, básicamente una especie de combinación: como si una guía en posición, son guías y el entrelazamiento no es en posición, es en posición, o sea, estados en los que el fotón o va por una guía o va por la otra y planteo que uno es un 1 y uno es un 0 y los combino de manera adecuada y estos estados que son estados. De Gottesman, Kitáez, Preskill; Preskill es el famoso de los ordenadores cuánticos, muy, muy famoso de la Universidad de California y lo propusieron en 2021 y claro, El estado GKP ideal del artículo teórico que se publicó en PRL, en Physical Review Letters,…
Gastón Giribet sugiere que la pregunta anterior sobre la radiación de Hawking podría ser una provocación y recomienda consultar una entrada del blog de Francis Villatoro para comprender mejor cómo el tamaño del agujero negro influye en las partículas emitidas.
Habla: Gastón GiribetPalabras #13radiación hawking y partículas emitidastamaño agujero negro y partículas emitidasfrancis villatoro blog radiación hawkinglongitud de compton partícula emitidarelación tamaño agujero negro longitud compton…y preguntar: ¿cuánto es exacto decir que la radiación de Hawking es dada por el corte de los modos vibracionales cuánticos cerca, por los modos de vibraciones cuánticas cerca del horizonte y es independiente de las partículas que caen en el interior? Sospecho que esa es una puya, Gastón, porque ha hecho a veces el comentario de la forma de ver la radiación Hawking como que se puede ver con partículas Le recomiendo, hay una entrada en el blog de Francis que explica muy bien cuál es la preponderancia, la protección de emitir diferentes partículas en función de cuál es el tamaño del agujero negro porque hay una relación que no es tan trivial entre el tamaño del agujero negro y cuál sería la longitud de Compton de la partícula que emite Guarda que no es solamente igualar las cosas, de igual manera como el tamaño del núcleo de hidrógeno no necesariamente es el tamaño de la longitud de onda del fotón que emite Pero hay una relación en eso, en la radiación de Hawking, en la longitud de onda de la partícula emitida, la longitud de Compton, en el caso de pensar partículas masivas y el tamaño del acujero negro. Por ejemplo, los acujeros negros que son muy pequeños, son muy energéticos, pueden emitir partículas de especies más masivas y luego con el tiempo los acujeros negros más grandes emiten mayormente gravitones y fotones. Pero también hay emisión de Hawking en…