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Francis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetfotones ópticos estrechados chanadupérdidas inherentes tecnología fotónicaoperaciones generan pérdidas fotónicaslectura de datos genera pérdidasexperimento ordenador cuántico fotónicofotones generados con láser86 millones de experimentos en dos horaspérdidas inherentes a la tecnologíapérdidas de varios decibeliosfibra óptica y comunicacionesempresas enfrentan pérdidas significativasFrancis VillatoroNatureChanaduCaoPremio NobelAurora12 qubits
Operaciones generan pérdidas fotónicas
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Francis Villatoro interrumpe su explicación sobre un artículo publicado en Nature relativo a un ordenador cuántico fotónico de Chanadu, disculpándose por perder el hilo y retomando la discusión sobre las pérdidas inherentes a esta tecnología.
…está escrito sobre el negro sobre el blanco entonces y lo que está dicho es que lo podemos escalar y podemos llegar hasta 100 qubits y van a ser qubits robustos y van a ser maravillosos entonces ya os digo esto no se lo cree nadie, no se lo creen ni ellos. O sea, no tiene mucho sentido; entonces, os comentaba, ya se me ha ido un poco el hilo. Perdona, intento recuperar lo que estaba comentando: este tipo de tecnología, el gran problema que tiene son las pérdidas. Las pérdidas, todos los procesos, es un proceso complicado; la generación de estos fotones ópticos estrechados, estos modos estrechados, el operar, cada operación que hago sobre uno de ellos también genera pérdidas; la lectura de los datos genera pérdidas, todo genera pérdidas y las pérdidas dicen: bueno, son pérdidas, el 95% se pierde. Entonces han tenido que repetir el experimento, claro, lo bueno es que es óptico y es muy rápido, yo con un láser genero una cantidad de fotones increíbles en poco tiempo Dicen, hemos hecho el experimento 86 millones de veces en dos horas, para que unas pocas veces no funcionara, unas pocas veces, ni siquiera dicen cuantas les ha funcionado y ahí sacan las estadísticas, ¿no? De que esto funciona, señores, esto funciona. Cuando tenemos suerte y las pérdidas nos dejan vivir y logramos hacer todo lo que tenemos que hacer, pero claro, tenemos que repetir muchas veces porque normalmente falla garrafalmente. Las pérdidas son absolutamente terribles. Estamos hablando de pérdidas de varios decibelios. A todas las empresas el gran problema siempre es las pérdidas. Eso estamos hablando de varios decibelios por metro de pérdidas, cuando en fibra óptica la fibra óptica empezó a ser usada para comunicaciones cuando se bajó de la barrera. De 0,2 decibelios por kilómetro. O sea que estamos hablando de pérdidas 4.000 veces mayores que las que hay en fibra óptica. Claro, tú dices, a priori se pueden bajar esas pérdidas, pues no se sabe; no se sabe, puede que sí. Todos deseamos, todos soñamos con…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo construye un ordenador cuántico mediante el control de retrasos en los cruces de fibras paralelas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18control de retrasos en fibras paralelasoperaciones cuánticas sobre cúbicsordenador a base de fibras paralelasfotones ópticos para operaciones cuánticasfísica lineal y física óptica…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 en paralelo y de vez en cuando irlas cruzando. Y en los cruces, controlando pequeños retrasos, yo hago operaciones cuánticas. Entonces tengo un ordenador que funciona con física lineal, con física óptica, en la que yo meto fotones ópticos y puedo construir ciertas operaciones. Básicamente el problema del muestreo gaussiano de bosones es un problema igual que el problema de Sycamore. Básicamente es generar ruido cuántico con ciertas correlaciones cuánticas. Es generar ruido. Pero se demostró, se demostró supremacía, se demostró…
Francis Villatoro explica que una nueva computadora llamada Aurora ha sido publicada en Nature. Esta computadora, desarrollada por la compañía Chanadu, utiliza 84 fotones ópticos estrechados para implementar 12 qubits.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12aurora computadora chanadu naturefotones ópticos estrechados aurora12 qubits ordenador chanadupuertas lógicas fotones entrelazadosfotones entrelazados operaciones cuánticassuperposición estados fotones polarización horizontalpuerta x medición en z12 qubits compañía silverine nature…un ordenador genérico, un ordenador universal; un ordenador capaz de implementar un conjunto de puertas lógicas que sea universal y que me permita implementar, a priori, o en el caso ideal y óptimo, cualquier algoritmo. Y eso es lo que publican ahora. Publican en Nature: se ha publicado el 22 de enero de 2025 un nuevo ordenador que se llama Aurora. Es un ordenador de la compañía Chanadu; es un ordenador que implementa 12 qubits, solo 12 qubits, pero lo implementa utilizando 84 modos estrechados, estos fotones ópticos estrechados, 84 fotones estrechados y para garantizar que haya universalidad, implementar las puertas lógicas. Si yo hice una técnica de detectar, cuando llevas dos caminos paralelos, aplico una operación de detección a uno de los caminos; como están entrelazados ambos fotones, eso implica la actuación de otra operación cuántica en el otro, ¿no? Si yo tengo dos fotones entrelazados en polarización vertical, uno está hacia arriba y otro está hacia abajo, y ahora yo los mido en diagonal, y yo mido uno de ellos en diagonal, ¿qué pasa con el otro cuando lo estudio en horizontal? Pues es como si lo hubiera puesto en un estado de superposición en horizontal. El otro sé en diagonal qué estado tiene, pero su estado visto en polarización horizontal es una superposición. Entonces, de esa manera yo puedo operar, digo, aplico una puerta X midiendo en Z y cosas por el estilo, ¿no? Usando ese tipo de técnica, y eso se hace a base de detectores, se pueden operar y hacer operaciones. Entonces, el problema que tiene esta tecnología es que requiere muchos modos para tener muchos qubits, ¿vale? Aquí se han implementado 12 qubits; estos 12 qubits lo que pasa es que esto es una compañía, y las compañías cuando publican un artículo científico en Nature tienen que venderlo como que, buh, esto es el no va más. ¿Eh? Hemos logrado aquí, bueno, lo que hemos colocado es la revera. No como los investigadores que, cuando publican un artículo de Nature, dicen modestamente: esto no tiene ninguna relevancia. Claro, muchas veces cuando los investigadores publican algo y te…
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 #2 · Palabras #4computación cuántica con fotones ópticospérdidas en tecnología de fotonesguía óptica transparente y fotón ópticofrancis villatoro explica pérdidaschips micrométricos ordenador cuántico fotónicodistancia del fotón en operación mínimapérdidas en chips pequeños…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 aguanta casi nada. Eso es una cosa absolutamente fascinante; estamos hablando de pérdidas. del orden del 95%, estamos hablando de pérdidas de varios decibelios por metro, en una fibra óptica Quería hacerte una pregunta, yo no leí el artículo, pero quería saber si dicen algo, no hay ningún prospecto acerca de esto, podría ser lograble en 15 años,…
Francis Villatoro interrumpe su explicación sobre un artículo publicado en Nature relativo a un ordenador cuántico fotónico de Chanadu, disculpándose por perder el hilo y retomando la discusión sobre las pérdidas inherentes a esta tecnología.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1fotones ópticos estrechados chanadupérdidas inherentes tecnología fotónicaoperaciones generan pérdidas fotónicaslectura de datos genera pérdidasexperimento ordenador cuántico fotónicofotones generados con láser86 millones de experimentos en dos horaspérdidas inherentes a la tecnologíapérdidas de varios decibeliosfibra óptica y comunicacionesempresas enfrentan pérdidas significativas…está escrito sobre el negro sobre el blanco entonces y lo que está dicho es que lo podemos escalar y podemos llegar hasta 100 qubits y van a ser qubits robustos y van a ser maravillosos entonces ya os digo esto no se lo cree nadie, no se lo creen ni ellos. O sea, no tiene mucho sentido; entonces, os comentaba, ya se me ha ido un poco el hilo. Perdona, intento recuperar lo que estaba comentando: este tipo de tecnología, el gran problema que tiene son las pérdidas. Las pérdidas, todos los procesos, es un proceso complicado; la generación de estos fotones ópticos estrechados, estos modos estrechados, el operar, cada operación que hago sobre uno de ellos también genera pérdidas; la lectura de los datos genera pérdidas, todo genera pérdidas y las pérdidas dicen: bueno, son pérdidas, el 95% se pierde. Entonces han tenido que repetir el experimento, claro, lo bueno es que es óptico y es muy rápido, yo con un láser genero una cantidad de fotones increíbles en poco tiempo Dicen, hemos hecho el experimento 86 millones de veces en dos horas, para que unas pocas veces no funcionara, unas pocas veces, ni siquiera dicen cuantas les ha funcionado y ahí sacan las estadísticas, ¿no? De que esto funciona, señores, esto funciona. Cuando tenemos suerte y las pérdidas nos dejan vivir y logramos hacer todo lo que tenemos que hacer, pero claro, tenemos que repetir muchas veces porque normalmente falla garrafalmente. Las pérdidas son absolutamente terribles. Estamos hablando de pérdidas de varios decibelios. A todas las empresas el gran problema siempre es las pérdidas. Eso estamos hablando de varios decibelios por metro de pérdidas, cuando en fibra óptica la fibra óptica empezó a ser usada para comunicaciones cuando se bajó de la barrera. De 0,2 decibelios por kilómetro. O sea que estamos hablando de pérdidas 4.000 veces mayores que las que hay en fibra óptica. Claro, tú dices, a priori se pueden bajar esas pérdidas, pues no se sabe; no se sabe, puede que sí. Todos deseamos, todos soñamos con…
Francis Villatoro explica las ventajas de los ordenadores cuánticos fotónicos basados en óptica lineal, destacando que operan a temperatura ambiente, a diferencia de los ordenadores superconductores que requieren temperaturas extremadamente bajas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6ordenadores cuánticos fotónicos líneatemperatura ambiente ordenadores cuánticoscriogenia superconductores milikelvingeneración de fotones estrechados temperatura…eso y, por supuesto, la empresa afirma que eso va a ser una trivialidad; es un empeño previamente técnico. Hemos avanzado muchísimo en los últimos cinco años y seguro que vamos a seguir avanzando muchísimo en los siguientes lustros y décadas y lo lograremos. Entonces, bueno, es un tema muy interesante porque ya no es en ordenadores cuánticos fotónicos que usan óptica lineal y que tienen muchas ventajas; por ejemplo, aquí esto va a temperatura ambiente. Esto no son ordenadores superconductores en los que tengo que trabajar todo en criogenia, a pocos milikelvin, no, esto va a temperatura ambiente, bueno, casi todo; casi todo, obviamente la generación de los fotones estrechados pues conviene hacerla a la menor temperatura posible y la detección fotón a fotón, los detectores, también conviene que estén enfriados, ¿vale? O sea que tengo que meter criogenia, ¿vale? Pero bueno, no es una criogenia de Emil y Kelvin, con trabajar al helio líquido ya es suficiente ¿vale? Tanto en detección aquí lo destacan en la parte de detección los detectores son criogénicos, pero ya hay investigaciones de otros equipos que hablan de…
Francis Villatoro continúa hablando sobre los ordenadores cuánticos fotónicos, comparando las pérdidas actuales con las experimentadas en fibra óptica, mencionando a Cao, quien recibió el Premio Nobel por sus contribuciones teóricas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4pérdidas en ordenadores cuánticos fotónicosfibra óptica y pérdidas de caopremio nobel a cao por tecnologíaartículo teórico de cao…Aquí dicen que no: que no han usado criogenia en generación, porque solo han generado esos 86 modos. Pero en cualquier caso es una tecnología muy prometedora, que no hay que perder la vista de que está ahí, y es una tecnología que si se resuelve el problema. De las pérdidas, que ya veremos si se puede resolver o no, porque en fibra óptica las pérdidas eran del orden de 2 decibelios por kilómetro cuando lo hizo Cao, el que recibió el premio Nobel por ello, que definió la tecnología y acabó recibiendo el premio Nobel de física por haber definido la tecnología sin hacer nada. Sólo escribió un artículo teórico proponiendo cómo había que hacer las cosas, ¿no? Dijo, dio las claves de lo que había que hacer y dijo, y la clave es fundamental de todo y Definitiva es cristales de silicio ultrapuros, súper transparentes, que me bajen de 2 decibelios por kilómetro a 0,2 decibelios por kilómetro; eso fue lo que se logró a principios de los 70 y fue ya la explosión del uso comercial de la fibra óptica. Aquí,…
Francis Villatoro explica que la reducción de pérdidas en los componentes de la computación cuántica fotónica es crucial para su desarrollo, aunque considera que resolver este problema a corto plazo es difícil.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10reducción pérdidas computación cuántica fotónicacomponentes con pérdidas altas dominancapacidad humana para resolver problemastecnología prometedora computación cuántica…ellos hacen es el no va más y han resuelto todos los problemas. Esto ahora mismo empezar a eliminar de cada uno de los elementos de toda la tecnología son muchos equipos por separado; podríamos entrar en los detalles, pero bueno, creo que no merece la pena. Ir reduciendo las pérdidas lo suficiente en todos ellos, porque el momento en que en un componente haya unas pérdidas altas, aunque en los demás componentes haya pérdidas bajas, las pérdidas altas son las que dominan. Entonces, hay que reducirlos de todo; y eso es, eso ahora mismo en mi cabeza no entra que eso se pueda resolver en poco tiempo, pero lo mismo si en lugar de meter a 120 personas investigando la empresa, meto a 2000, pues lo mismo se avanza mucho más rápido, no lo sabemos porque la capacidad humana para resolver problemas es casi infinita, pero aún así es una tecnología muy prometedora y que tenemos que tener en cuenta; y hablaremos de ella. Ya estaré yo al loro a ver de cómo va avanzando no solo la parte privada, sino también la parte pública, grupos de investigación trabajando en esta tecnología, porque es una tecnología que promete dar sorpresas, ya veremos hasta dónde, pero a nuestros oyentes…
Francis Villatoro explica las dificultades de mantener sistemas ópticos complejos como las fibras ópticas transoceánicas, señalando la necesidad de repetidores optoelectrónicos para evitar interrupciones en la transmisión.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12optoelectrónica y transducción de señalespérdida de velocidad en fotodiodosprocesamiento electrónico de señales ópticaserrores en la regeneración láserrepetidores optoelectrónicos fibra ópticafotónica avances diariossistema óptico transoceánico…relevante e importantísima donde yo manejo señales ópticas, manejo dispositivos de microondas o de radio o de rayos X o de... donde yo necesite manejar señales electromagnéticas; lo ideal es la computación completamente electromagnética, completamente óptica. Entonces, porque las técnicas habituales de optoelectrónica en las que yo recibo la señal óptica, la transduzo, hago una transducción a electrónica, proceso electrónicamente la señal y la regenero con un fotodiodo, con un láser, regenero la señal, claro, implica no solo una pérdida de velocidad, sino que implica todo un proceso complejo y susceptible a errores, y Si yo lo tengo que hacer en un dispositivo, por ejemplo, en una fibra óptica transoceánica, tengo que poner repetidores optolectrónicos. Si se me falla uno, ¿qué hago? ¿Tengo que bajar ahí al fondo del océano a repararlo? Lo ideal serían sistemas completamente ópticos y eso está muy trabajado; la fotónica en el caso genérico es una cosa hoy en día enorme, se publica todos los días sobre fotónica y sobre avances y se está trabajando muchísimo, pero. Ya os digo, lo que quizás tenga en mente Dacastro, en mente que es, ¿mi PC algún día va a ser un PC fotónico? No. Eso, olvídalo, pero no tiene sentido; no tiene sentido, no hay ventajas, ninguna ventaja esperable, ni siquiera en un mundo de jauja imaginario,…
Francis Villatoro, sin ser experto en la materia, explica por qué la fotónica lineal es actualmente más práctica y útil que la no lineal debido a su mayor facilidad tecnológica y materiales más cómodos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11fotónica lineal más prácticamateriales cómodos fotónica no linealintensidades altas roturas materiales…en tecnologías de comunicaciones de todo tipo, en móviles; hacer ciertas cosas puramente de manera fotónica. Tiene sus ventajas y se está trabajando muchísimo en fotónica integrada, en fotónica a todas las escalas. Esto es un campo realmente enorme. Yo no soy experto, yo he tenido siempre mucho interés en la parte de óptica no lineal y la parte de aplicaciones en la fotónica no lineal; pero prácticamente casi todo lo que está en el mercado y que es útil y práctico es lineal, porque tecnológicamente es mucho más fácil. Los materiales son mucho más cómodos; la no linealidad requiere subir las intensidades, con lo que aparecen roturas, defectos, aparecen muchos problemas. La tecnología lineal va con intensidades mucho más bajas y se hace todo mucho mejor. Pero eso, se está trabajando mucho, pero que olvidemos el Tema de eso que parece dicho muchas veces, ¿no? Y en divulgación, ¿no? Algún día habrá ordenadores que funcionen todo completamente óptico, porque serán más rápidos. ¿Más rápido? No, no serán más rápidos. Es que van a haber fotones trabajando a lo que sea la…
Francis Villatoro explica por qué la propagación de electrones es más sencilla que la de fotones, utilizando la analogía de una ola mexicana en un partido de fútbol para ilustrar el movimiento de ondas efectivas de electrones.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8propagación de electrones tag fútbolondas efectivas electrones circuitossemiconductores electrones se mueven mal…de procesamiento. Que al final estamos limitados por consumo. Entonces, ahí supongo yo que en ese mundo ideal en el que se pudiera trabajar de forma práctica con esa tecnología, sí que habría una ventaja, ¿no? El gran problema que tenemos aquí es el tema de Las pérdidas. O sea, cuando tú propagas fotones en un material, propagar electrones es mucho más fácil porque los electrones en el material se propagan; yo siempre pongo el ejemplo de la ola mexicana en el tag de fútbol, pero básicamente con esa idea. Es decir, realmente los electrones no se mueven, o sea, no hay un electrón recorriendo el material y pegándose porrazo contra otros electrones y contra los iones y luchando y perdiendo mucha energía, sino que se mueven ondas efectivas de electrones que se mueven con relativa facilidad por los diferentes circuitos, ¿no? Es verdad que la clave es usar semiconductores, que son materiales en los que los electrones se mueven mal, o sea, les cuesta, y eso genera pérdidas, pero hoy en día las distancias. se han reducido muchísimo, los canales de transistores, etc., y con eso se baja muchísimo el consumo. es decir, proponer una tecnología completamente óptica con todos los problemas que conlleva una tecnología óptica, porque tiene que ser guiada y qué luz uso,…