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Operadores otox interferómetro cuántico
Ep522: China a la Luna; Hexanitrógeno; Computación Cuántica; Espacios de Klein
4 de septiembre de 20258 momentos
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Francis Villatoro explica el concepto de operadores OTOX como una analogía con un interferómetro cuántico, utilizando la imagen de un fotón que se divide en dos caminos donde se aplican operaciones.
…de los 60, como en el 1967, 68, para simular superconductores de baja temperatura para entenderlos bien a nivel cuántico, ver sus propiedades y los OTOC se han usado desde entonces, imaginaros, infinidad de artículos que se han publicado sobre el tema. Claro, los OTOX son operadores que son continuos, básicamente la idea es un interferómetro, ¿vale? Yo tengo una; imaginaros un fotón, que no sé si era un qubit, se aproximará por un qubit, que puede ir por dos caminos, en cada uno de estos caminos yo aplico una operación sobre este qubit y después uno, los dos caminos de nuevo en un punto común. Esto es un interferómetro: separo y uno aquí separo, opero en cada camino y uno y opero al resultado. Bueno, pues este operador en tiempo es, por lo mismo explicado así, es un OTOC. El OTOC requiere pues que el operador de evolución, yo aplique el operador de evolución, se debe usar el formalismo de Heisenberg, en el que la función de onda es estática;…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo se utilizan fotones comprimidos para experimentos en interferómetros, donde los fotones son divididos en múltiples caminos sin que se pueda determinar por cuál pasa cada uno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8fotones comprimidos en interferómetrosincertidumbre heisenberg en experimentosdivisión de fotones en caminosfotones indistinguibles en interferómetro…que me relaciona la amplitud con la fase, yo puedo en lugar de repartir más o menos por igual el error en fase y en amplitud hacer que el error por ejemplo la amplitud sea muy grande y consigo reducir el error en fase. Eso se llama comprimir el fotón. Yo logro que los errores estén por debajo de entre comillas el límite, la relación de incertidumbre de Heisenberg pero aumentando el error en otra componente lo que es la magnitud complementaria. Bueno, con estos fotones comprimidos o estrechados los meten en un interferómetro, en el interferómetro es coger el fotón y dividirlo en varios caminos y tú no sabes por qué camino va el fotón y como los fotones son todos idénticos e indistinguibles, tú llenas el interferómetro con un grupo de fotones y tú no sabes realmente dónde está un fotón El fotón está en un estado de superposición cuántica entre todos los caminos posibles. Y después lo que hace, esto es un sistema lineal, claro, los pones en fila india como desordenados introduciendo retrasos. Yo un pulso lo divido entre varios caminos…
Francis Villatoro explica cómo se controla la ristra de fotones en un interferómetro mediante desfases programables para lograr el acoplamiento necesario.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18 · Palabras #6desfases programables interferómetroristra de fotones ordenadores fotónicosacoplamiento fotones posiciones más adelanteordenador cuántico controlando acoplamientossuperposición cuántica fotonesgrafo de acoplamientos complicadoacoplamiento fotones china…todos los caminos posibles. Y después lo que hace, esto es un sistema lineal, claro, los pones en fila india como desordenados introduciendo retrasos. Yo un pulso lo divido entre varios caminos posibles y después le meto un retraso y meto el siguiente pulso. Y le meto otro retraso. Entonces yo controlo los desfases que yo introduzco dentro del interferómetro y controlo, programo se llama, en estos ordenadores fotónicos los retrasos. Entonces yo acabo teniendo una ristra de fotones en los que un fotón no interacciona, no está acoplado por el interferómetro con el fotón siguiente de la ristra en tiempo de los fotones. Si no está acopiado, pues por ejemplo con el que está 17 posiciones más adelante y el siguiente con el que está 13 posiciones más atrás y el siguiente con el que está 8, y eso es lo que me permite hacer un ordenador cuántico universal controlando estos acoplamientos. Es decir, repito: es poner los fotones en línea, pero habiéndolos acoplado en el concepto de superposición cuántica por no saber por qué camino fue; ese es el tipo de acoplamiento que yo utilizo, habiendo acoplado, pero poniendo una especie de grafo de acoplamientos complicado. Entonces, con eso los chinos lo lograron en el año. 2019, en octubre de 2019, con unos poquitos fotones, en Coqueto eran 14. Eso es insuficiente para demostrar ventaja cuántica, pero sí es suficiente para verificar y validar que lo que estaban haciendo es correcto usando un ordenador. Con 14 se puede hacer con…
Francis Villatoro describe un ordenador cuántico fotónico llamado Jiuzhang, comparándolo con el Sycamore de Google y explicando que solo Alberto Aparici y Daniel Marín saben pronunciar correctamente su nombre.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #9ordenador cuántico fotónico jiuzhangsycamore de google comparativafotones detectados interferómetroalgoritmo muestreo bosones gaussianos…la publicaron en diciembre de 2020 en Science, una gran revista y fue un gran hito, era la primera vez que se mostraba la ventaja cuántica con el muestreo de bosones gaussianos, se utilizaron 76, no es fácil decir que estos fotones equivalen a cúbics, ¿vale? 76 fotones detectados en un interferómetro que permitía hasta 100 modos dentro del interferómetro. Ese ordenador cuántico fotónico se llamó Jiuzhang o Jiuzhang o algo así, Jiuzhang o no sé, J-I-U-Z -H-A-N-G. Solamente Alberto Aparici y Daniel Marín saben pronunciar estos nombres, pero bueno, esto es un ordenador cuántico como el americano de Google, el Sycamore. Entonces, esto fue un hito importante; de nuevo fue criticado, fue criticado por mucha gente que dijo: no han logrado la ventaja cuántica porque, claro, el algoritmo de muestreo de bosones gaussianos. Bosones gaussianos significa que son fotones comprimidos, con la técnica que He comentado antes, y muestreo es que lo que se hace al final es detectarlos. Yo, digamos, los pongo en un estado cuántico de superposición y después detecto los resultados y compruebo que tienen la distribución que se espera que tengan. Aquí sí es una…
Francis Villatoro reflexiona sobre la incertidumbre en la validación de los resultados obtenidos con un ordenador cuántico que utiliza fotones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #11ordenador cuántico fotonesinterferómetro hasta 8176 modos ópticossuperposiciones interferómetro preparado 9000 modossimulación interferómetros cuánticos aleatoriosacoplamientos aleatorios en simulaciones de villatoroverificación limitada algoritmo interferómetro…demasiado. Es demasiado, es una barbaridad. Entonces, bueno, lo que pasa es que claro, tenemos un resultado; tenemos un resultado que tiene buena pinta. Es un resultado muy sencillo: unas curvitas muy gaussianas, muy bonitas, pero ¿es correcto? No lo sabemos. Nunca vamos a saber si este ordenador que utiliza, o sea, detecta en detección tiene 3.050 fotones que el interferómetro se estima que llega a tener hasta 8.176 modos ópticos, que es lo que vamos a esas superposiciones que hay en el interferómetro y que está preparado para tener 16x16x16, es decir, unos 9.000, no sé cuánto, un poco más de 8.000 mil y pico modos. Entonces, el problema que tenemos con este tipo de simulaciones es que es un algoritmo que sirve para poco, sirve para poco, y no podemos verificarlo cuando lo hacemos para una cosa como esta, que básicamente es que los acoplamientos que yo meto con los interferómetros son prácticamente aleatorios y entonces la simulación clásica tiene que simular los acoplamientos que yo he puesto, que los he elegido así al boleo. Aún así ya hay, como se veía que esto iba a avanzar muy rápido, ya hay muchas propuestas, hay muchos artículos que están diciendo que esto sí sirve, que pueden. Mapear ciertos problemas en grafos, por ejemplo la simulación química de ciertas moléculas, de ciertas interacciones, el docking de fármacos con proteínas, el ajuste de un fármaco al sitio activo de una proteína, que ya se han propuesto cómo hacer esas…
Francis Villatoro explica el concepto de operadores OTOX como una analogía con un interferómetro cuántico, utilizando la imagen de un fotón que se divide en dos caminos donde se aplican operaciones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1operadores otox interferómetro cuánticofotón qubit dos caminosqubit operaciones en caminos…de los 60, como en el 1967, 68, para simular superconductores de baja temperatura para entenderlos bien a nivel cuántico, ver sus propiedades y los OTOC se han usado desde entonces, imaginaros, infinidad de artículos que se han publicado sobre el tema. Claro, los OTOX son operadores que son continuos, básicamente la idea es un interferómetro, ¿vale? Yo tengo una; imaginaros un fotón, que no sé si era un qubit, se aproximará por un qubit, que puede ir por dos caminos, en cada uno de estos caminos yo aplico una operación sobre este qubit y después uno, los dos caminos de nuevo en un punto común. Esto es un interferómetro: separo y uno aquí separo, opero en cada camino y uno y opero al resultado. Bueno, pues este operador en tiempo es, por lo mismo explicado así, es un OTOC. El OTOC requiere pues que el operador de evolución, yo aplique el operador de evolución, se debe usar el formalismo de Heisenberg, en el que la función de onda es estática;…
Francis Villatoro explica cómo la simulación de un operador OTOX en un ordenador cuántico requiere relativamente pocos qubits y operaciones, alrededor de 10 a 15.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2simulación operador ottoc ordenador cuánticooperador ottoc clave simulaciones físicasgoogle operador multiple ventaja cuánticaoperador múltiple google computación cuánticainterferómetro doble camino fotónsimulación sistemas físicos operadorotok repetido k vecesoto2 complejidad operaciones cuánticassimulación sycamore puertas lógicasventaja cuántica simulacion sycamore…en tiempo, le aplico una operación que es la operación que yo controlo y que hace que el OTOC haga una cosa o haga otra y aplico la evolución inversa y esa pieza es un OTOC. Bien, simular un OTOC con qubits, pues es como cuando simulamos un agujero de gusano con qubits. Lo que simulamos es un sistema discreto, análogo, cosa muy simplificada, ¿vale? Una cosa súper simplificada. Pero bueno, yo puedo simular un operador OTTOC en un ordenador cuántico. Esto no requiere muchos qubits y tampoco requiere muchas operaciones. Pues estamos hablando pues del orden de 10, 15 operaciones, eso es un operador OTTOC. Claro, un operador OTTOC es clave en muchas simulaciones de muchos sistemas físicos, cuánticos, usando ordenadores cuánticos, pero con un operador Otock no me muestra ventaja cuántica, entonces lo que se plantean los de Google es hacer lo que se llama un operador múltiple, un Otock múltiple o lo que sería en un interferómetro un doble camino. Yo separo el fotón por dos caminos, aplico la operación, los vuelvo a unir pero en lugar de aplicar la operación que viene después los vuelvo para atrás, hago que den una vuelta, una doble vuelta en el interferómetro, hago que vuelvan para atrás, vuelven a recibir la operación B y vuelven; es decir, que es como un interferómetro doble en el que yo repitiera el interferómetro dos veces. Eso sería un Oto2, yo puedo hacer el OtoK, repetirlo K veces, tres veces, cinco veces, etc. Claro, el OTOK doble es bastante más complicado porque requiere muchas más puertas lógicas; requiere muchas más operaciones cuánticas; requiere cientos de operaciones cuánticas. Entonces, lo que han hecho es simular en su ordenador Sycamore, que es un ordenador que tiene más de 100 qubits, simular un OTOK doble que tiene unas 700 puertas lógicas lo que hay que ejecutar. Eso sí es algo que me da ventaja cuántica. Entonces lo que han hecho es simular este operador en ese ordenador. mostrar que con simulaciones clásicas en un superordenador, muy cortitas, de pocas horas, logro errores enormes en la aproximación de este operador. Primero compruebo que con el Otos normal la simulación es perfecta y clava el resultado que obtengo en el…
Francis Villatoro explica cómo ha demostrado ventaja cuántica simulando un operador útil para futuras simulaciones de sistemas cuánticos, aunque actualmente solo puede simular un OTOC al cuadrado debido a limitaciones de capacidad.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #18simulación ottoc ordenador cuánticoottoc al cuadrado simulación clásicafrancis villatoro ventaja cuánticasimulaciones sistemas cuánticos otoc 2operador útil simulaciones futurasoperaciones cuánticas otocsimulación cuántica sistema cuánticoventaja cuántica útilsimular operador ventaja cuántica…logrado la supuesta supremacía cuántica en el 2017; el que tenía 54 bits, pero uno falló. Sí, después hicieron un Zincamor de 76 y después hicieron otro con 105. Ah, es un escalamiento de ese. No sé si le cambiaron de nombre, pero bueno, arquitectónicamente. Es prácticamente idéntico, es muy parecido, no recuerdo si aquí en ese artículo no le dan nombre al ordenador; hablan de él como si no tuviera nombre. Yo no me acuerdo qué nombre tenía, pero bueno, aquí lo que plantean es eso: simulo el operador OTTOC y lo implemento en el ordenador cuántico y veo que el resultado es clavado, es perfecto; y ahora implemento el OTTOC al cuadrado y lo simulo en el ordenador y veo que la simulación clásica no es capaz de simularlo. Es decir, demuestro ventaja cuántica en un operador que me va a ser útil para futuras simulaciones de sistemas cuánticos. Ahora mismo solo me cabe un otoc 2, no me cabe nada más, entonces no puedo simular nada; es una simulación con una chorrada, es simular un operador, pero es una pieza de puzzle que en un futuro, cuando yo pueda ejecutar 20 millones de operaciones cuánticas, podré ejecutar varios otoc seguidos y generar un sistema, una simulación cuántica de un sistema cuántico de interés entonces eso le llaman un camino hacia la utilidad de la ventaja cuántica hacia la ventaja cuántica útil porque sólo estoy simulando un operador una pieza que después usaré más Adelante, y esto es un tema que este artículo con toda seguridad va a aparecer publicado en Nature. Google no ha hecho ningún tipo de en su página web ni nada, no ha dicho nada. Publicaron el artículo en Archive como la chiste callando diciendo: esto va a…
Francis Villatoro explica cómo se pueden conectar múltiples operadores Autos 2 y Otoc para futuras simulaciones cuánticas, una vez que la capacidad de los ordenadores lo permita.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19autos 2 conectando operadores cuánticosotoc 3 otoc 4 simulaciones futurasordenador aguanta cubits simulación cuánticadurabilidad de qubits necesariasimulaciones cuánticas con millones operacionesordenadores cuánticos pocos cubits chichinabo…Break y no las cuentan en otro sitio. Después, cuando se publica en Hechos nos dicen, ¿por qué no habláis de esto? Y digo, ah, es que ya hablamos de eso hace mucho tiempo. Ya se habló del tema. Entonces, lo que han hecho básicamente ha sido eso, implementar Este operador. Es un operador que la ventaja que tiene es que es el Autos 2, que lo que han hecho se Otoc 3, Otoc 4 y fácilmente se podrán acoplar varios Otoc cuando tengamos un ordenador que lo permita, ¿vale? Cuando tengamos un ordenador no necesitamos mucho más cubits, lo que necesitamos es un ordenador que aguante esos cubits el tiempo suficiente, ¿no? O sea, tenemos pocos microsegundos, necesitaríamos que aguantara esos cubits, yo qué sé, un segundo. Entonces yo podría hacer millones de operaciones, ¿vale? Lo necesitamos ahora y poder hacer muchas operaciones. haciendo pocas operaciones los ordenadores cuánticos por muchos cubis que tengan es chichinabo porque no hacen prácticamente nada. Entonces este es un artículo muy interesante en ese sentido. Muestran que este ordenador cuántico puede simular este operador y será el punto de partida para una futura ventaja cuántica que ellos le llaman práctica. Google no le llama útil, le llama práctica hacia la ventaja cuántica práctica; práctica se refiere a…