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Francis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetcomputación 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 pequeñosFrancis VillatoroGastón GiribetDacastrorNatureChanaduHéctor Socas
Pérdidas en chips pequeños
Con
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Francis Villatoro explica que los chips utilizados en el ordenador cuántico fotónico son muy pequeños, lo que minimiza la distancia que recorre el fotón durante su operación y reduce las 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 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,…
Significado #1 · Palabras #1
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 VillatoroPalabras #4guías 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 que los chips utilizados en el ordenador cuántico fotónico son muy pequeños, lo que minimiza la distancia que recorre el fotón durante su operación y reduce las pérdidas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1computación 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 continúa explicando los problemas inherentes a la tecnología de ordenadores cuánticos fotónicos, específicamente las significativas pérdidas que experimentan.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4fotones 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 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 #7reducción 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…
Héctor Socas introduce una pregunta de un oyente llamado Dacastror sobre el estado actual de la fotónica y su potencial para reemplazar los chips electrónicos.
Habla: Héctor SocasSignificado #6 · Palabras #5fotónica reemplazando chips electrónicosimplementación de fotónica en satéliteschips súper pequeñitos dacastror…sección nos recuerda a Xiao Fernández, nuestro joven oyente que llevaremos siempre al corazón. Bueno, hay varias preguntas que nos deja aquí la gente. Podemos empezar, si quieres Francis, por una que está bastante relacionada con esto que acabas de contar. pregunta Dacastror, no sé cómo se pronuncia, cómo quiere que pronunciemos, dice me encantaría que hablaran del estado actual de la fotónica, que es justo con lo que te quedaste al final, que estabas diciendo que estas tecnologías fotónicas pues empiezan a ser prometedoras. Bueno, a ver, fotónica para reemplazar los chips electrónicos. Había una empresa allí que justamente la charla que dieron era de implementación de fotónica en satélites, presentaban que podían ser unos chips súper pequeñitos. Sí, la pregunta es, me encantaría comentar el estado actual de la fotónica para reemplazar chips basados en electrónica. Bueno, A ver, son dos cosas distintas. En principio, claro, supongo que la idea subyacente de la pregunta es: ¿habrá algún día ordenadores fotónicos en lugar de ordenadores microelectrónicos? Y la respuesta es que probablemente no, ¿vale? No, no. O sea, para lo que…
Francis Villatoro explica que los microprocesadores seguirán siendo microelectrónicos durante muchas décadas, aunque la fotónica podría reemplazar a la electrónica debido a su potencial para reducir el consumo energético si se pudieran fabricar esos chips.
Habla: Héctor SocasSignificado #16 · Palabras #13microprocesadores seguirán siendo microelectrónicosfotónica reemplazará electrónica consumo energéticolimitación práctica de trabajar fotónicafabricar chips con menor consumo…Pero sí es cierto que algún día nuestros ordenadores tendrán algunos dispositivos, por ejemplo, la internet que recibamos por cable de fibra óptica, pues se la conectaremos directamente a nuestro ordenador a través de un procesador completamente óptico que Después transducirá ciertas cosas a electrónica para que el micro funcione electrónicamente. Pero los microprocesadores seguirán siendo microelectrónicos. No se espera, por lo menos en muchísimas décadas, por lo menos en lo que me queda a mí de vida. Sí, o sea, yo entiendo que la limitación práctica de trabajar fotónica hará que seguramente nos sustituya en un horizonte previsible a la electrónica, pero creo que lo que dijiste de que no hay ninguna ventaja así en un mundo ideal en el que sí se pudiera, yo entiendo que tendríamos la ventaja de que el consumo sería radicalmente más bajo si pudiéramos en la práctica fabricar esos chips y eso nos permitiría. O sea, rapidez en el sentido no de la propagación de las señales, sino 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…
Francis Villatoro explica la incompatibilidad entre el tamaño de los fotones y la miniaturización necesaria para los chips modernos, comparando la situación con meter elefantes por cables de fibra óptica.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10fotones tamaño enorme chips modernoselefantes por cablecitos fibra ópticafrancis villatoro miniaturización fotónica…cuando trabajo con estructuras guiadas o de nituro de silicio o directamente de sílica, como la fibra óptica, son materiales que el mínimo de banda está en el infrarrojo, infrarrojo cercano. el infrarrojo cercano tiene unas longitudes, unos tamaños del orden de micrómetros, entonces tú dices, es que en un chip tengo mil millones de transistores en un milímetro cuadrado, sí, pero ahora pon eso con fotones, pon mil millones de fotones guiados, pero si es que los fotones son de tamaño enorme, o sea, que no tiene nada que ver, la cosipartícula de tipo electrón es muy pequeña, pero comparado con un fotón que es enorme, no tiene sentido, yo sé que alguien puede soñar en eso y decir, pues eso se resolverá algún día los elefantes los meteremos por cablecitos de fibra óptica y me llegarán los elefantes directamente a mi casa a través de internet, un internet de elefantes pero no es que no tiene sentido No va a haberlo yo sé que habrá pequeños circuitos, pequeñas cosas pero no habrá el equivalente a un microprocesador como los actuales trabajando en gigahercios y con millones como mínimo de transistores; eso completamente óptico es inconcebible. En ese…