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Modelo fermión Estados mayorana
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 202511 momentos
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Francis Villatoro continúa explicando una analogía sobre estados evanescentes en física cuántica, comparándolos con un fenómeno observado en óptica. Ahora describe la aparición de modos evanescentes en los extremos de una cadena.
…sino que hay como un pequeño retraso, como si fuera del agua andara un poquito la luz; ese efecto son modos evanescentes, eso aparece muchísimo en óptica, en fibra óptica, son modos en los que se decae exponencialmente a cero la señal, pero hay señal ahí. Pues aparecen dos modos evanescentes en los extremos de esa cadena. Y estos modos evanescentes tienen una peculiaridad y es que son no locales, es decir, 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…
Significado #1 · Palabras #2
Francis Villatoro introduce la explicación de la tecnología de computación cuántica, comenzando por su idea original propuesta por Kitáez.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4idea original kitáez superconductores tipo pcadena de fermiones modelo juguete kitáezpremio nobel físico kitáez…tiene ningún problema. Puedes ver los cambios en las versiones, cómo ha ido evolucionando. Es que se ha rebajado muchísimo el tono y ya el artículo definitivo tiene su componente de hype, pero bueno, bastante... Así que quizás lo que tenemos que empezar es a Contar un poquito de qué va esta tecnología, cuál es la idea de este tipo de tecnología, cuál es el estado actual y después ver un poquito qué es lo que realmente han hecho estos señores. La idea original viene de un gran físico que acabará recibiendo el premio Nobel que se llama Kitáez, que construyó un modelo de juguete, un modelo muy sencillito, de una cadena de fermiones y en esa cadena de fermiones asumió que eran estados de un superconductor de tipo P. Los superconductores, los electrones se aparean; se llaman pares de Cooper, y como los electrones tienen spin, pues digamos, entre comillas, el spin para arriba, el spin para abajo, en la pareja de un par de Cooper, uno puede tener spin para arriba y el otro…
Francis Villatoro describe la aparición de dos estados que decaen exponencialmente en los extremos de una cadena, comparándolos con estados evanescentes en óptica y buscando un ejemplo familiar.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7superconductores tipo p materiales topológicosmodelo kitáev fermiones superconductor topológicotransición de fase estados superconductoresestados evanescentes en ópticadecaimiento exponencial fermiones cadenacomparación estados ópticos y fermiones…de tipo P en los pares de Cooper hay pares de Cooper de tres tipos: parece Cooper con los dos spins hacia arriba, con los dos spins hacia abajo y con un spin arriba y otro abajo. Es decir, es un estado de spin 1 que tiene tres estados: 1, 0 y menos 1. Entonces, este tipo de superconductores de tipo P, bajo ciertas circunstancias, se comportan como materiales topológicos; es decir, como un superconductor topológico. Y entonces lo que nos planteó Kitáev en el año 2001 es un modelo de juguete, pero de juguete unidimensional, de una cadena de fermiones en este tipo de material y lo que se observa en este modelo es que aparecen bajo ciertas circunstancias, cuando por supuesto baja mucho la temperatura, llega un momento en que hay una transición de fase a un estado en el que aparecen dos estados. Localizados en los extremos de esta cadena, es decir, en el primer fermión de la cadena y el último fermión de la cadena, aparecen dos estados que están exponencialmente decayentes. Son como los estados evanescentes en óptica. Esto lo hemos visto, yo qué sé, el clásico ejemplo de un baño de agua, una piscina, no, ¿cómo se llama esto? Una pecera. En una pecera pongo un láser, lanzo un láser verde y entonces la luz del láser llega a la superficie del agua y se refleja, pero no sale justo en el punto en el que ha coincidido, sino que hay como un pequeño retraso, como si fuera del agua andara…
Francis Villatoro continúa explicando una analogía sobre estados evanescentes en física cuántica, comparándolos con un fenómeno observado en óptica. Ahora describe la aparición de modos evanescentes en los extremos de una cadena.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #2estados evanescentes física cuánticamodos evanescentes cadena ópticamodelo fermión estados mayoranacuasipartículas localizadas extremos cadena…sino que hay como un pequeño retraso, como si fuera del agua andara un poquito la luz; ese efecto son modos evanescentes, eso aparece muchísimo en óptica, en fibra óptica, son modos en los que se decae exponencialmente a cero la señal, pero hay señal ahí. Pues aparecen dos modos evanescentes en los extremos de esa cadena. Y estos modos evanescentes tienen una peculiaridad y es que son no locales, es decir, 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…
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 #16estados 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 hipótesis central de su trabajo: la transición entre estados de Andreev con baja energía y los Estados de Mayorana, considerados como un estado ideal con energía cero.
Habla: Francis VillatoroPalabras #7estados 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 #10estados 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 #6estructura tetrón en artículo natureestados de mayorana qubitcomputador mayorana y qubitscuatro modos cero mayorana…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 #17estados 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 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 #8estados 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 #13qubits 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 #5artículo 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…