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Francis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetventaja cuántica fotones estrechadospublicación nature de ventaja cuánticacontrol de 216 modos paralelossupremacía cuántica tecnología ópticaalgoritmo para valores aleatoriosdispositivos integrados en chip16 microsegundos vs 9000 añoslogro de google supremacía cuánticaGoogleNatureFrancis VillatoroSycamoreAuroraHéctor SocasCaoPremio NobelChanadu
Supremacía cuántica tecnología óptica
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Francis Villatoro describe un logro tecnológico relacionado con la supremacía cuántica, destacando su superioridad sobre los logros anteriores de Google y la rapidez con la que resolvió un problema.
…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 desarrollando toda esta tecnología y llegó a su primer gran éxito, que esto fue publicado en 2023. ¿Qué fue demostrar la ventaja cuántica utilizando fotones estrechados? Esto puede parecer que volver a demostrar la ventaja cuántica no parece muy relevante, pero se publicó en Nature. Se publicó en Nature, lo lograron con 216 modos. Esto es una cosa complicada, ¿eh? Controlar 216 guías en paralelo en las que yo voy. cruzando de vez en cuando para generar un algoritmo, claro, repito que es un algoritmo para generar valores aleatorios, pero bueno, lograron demostrar supremacía con esa tecnología, claro, una tecnología óptica, Son dispositivos integrados en chip, óptica integrada, que tienen tamaños muy pequeños, entonces pues resolvían algo así como 16 microsegundos, lo que el mayor supercomputador del mundo necesitaría, yo que sé, 9000 años, ¿no? O sea, era una cosa como mucho más espectacular que el logro de Google, pero claro, llegó años más tarde. Pero esto realmente, si tú tienes una compañía y tú lo quieres convencer a los inversores de que de verdad te apoyen financieramente, tú lo que necesitas es un ordenador de propósito general. Si tú avanzas en un ordenador cuántico de propósito específico, que…
Significado #1 · Palabras #1
Tras discutir sobre conceptos espaciales y referencias literarias, Héctor Socas introduce un nuevo tema: los ordenadores cuánticos fotónicos Aurora, preguntando a Francis Villatoro sobre el tema.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5ordenadores cuánticos fotónicos auroratecnología de cubis fotónicosóptica lineal y mecánica cuánticafotón en óptica cuántica…a nuestro espacio tridimensional luego de su viaje, pero con el corazón del lado derecho. Muy bueno, muy bueno. Tenía ideas interesantes H. G. Wells. Eso es lo bonito, yo creo, de la ciencia ficción: el poder plantear ideas originales. Sí, sí, muy bien. Vale, pues siguiente tema, ¿cuál es el siguiente tema? Ah sí, Francis, este ordenador cuántico fotónico Aurora, ¿no? Bueno, este paper sobre cómo debería ser un ordenador fotónico Sí, esto es un tema curioso, a veces es difícil de explicar ese tipo de tecnología es una tecnología, la tecnología de cubis fotónicos que ha tenido ciertos éxitos en una 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…
Francis Villatoro menciona artículos publicados desde 2019 relacionados con el concepto de 'ventaja cuántica', anteriormente denominado 'supremacía cuántica'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6 · Palabras #2ventaja cuántica desde 2019supremacía cuántica anglosajonesartículos fotónicos ventaja cuánticaordenadores fotónicos equipo chinomuestreo de bosones algoritmo concretosycamore google supremacía cuánticafotones entrelazados fibra óptica…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 palabra supremacía, así que a nosotros no, nos molesta, pero bueno, ventaja cuántica. Cuando surgió la ventaja cuántica de Sycamore de Google, un ordenador con 54, perdón, 53 qubits útiles tenía 54 pero había uno que no funcionaba, lograron la supremacía cuántica. Justo el año siguiente se logró la supremacía cuántica, un equipo de chinos utilizando ordenadores fotónicos, utilizando un ordenador de propósito específico, un ordenador cuántico que resuelve un algoritmo, un problema concreto, que 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…
Francis Villatoro explica que el problema del muestreo gaussiano de bosones es similar al problema resuelto por Sycamore, ambos relacionados con la generación de ruido cuántico.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8 · Palabras #6control de retrasos en fibras paralelasoperaciones cuánticas sobre cúbicsordenador a base de fibras paralelasfotones ópticos para operaciones cuánticasfísica lineal y física ópticamuestreo gaussiano de bosones sycamoregeneración ruido cuántico correlacionessupremacía cuántica google tecnologíaempresa canadiense tecnología…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 ventaja cuántica menos de un año después del caso de Google utilizando esta tecnología. y esta tecnología en ese momento empezó a ser usada por varias empresas y hay una empresa canadiense, se llama Chanadu, X-A-N-A-D-U, que ha publicado varios artículos en Nature en esta línea, publicó un artículo que era un pequeño; esto fue posterior a la supremacía que obtuvieron los chinos, pero obtuvo un pequeño ordenador que ellos pretendían que fuera escalable y…
Francis Villatoro explica cómo manipula los estados estrechados en tecnología óptica, desequilibrando la incertidumbre entre posición y velocidad para mejorar la precisión.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #10estados estrechados tecnología ópticaincertidumbre posición velocidad estados cuánticoserror posición momento lineal francis villatoro…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 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…
Francis Villatoro describe un logro tecnológico relacionado con la supremacía cuántica, destacando su superioridad sobre los logros anteriores de Google y la rapidez con la que resolvió un problema.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1ventaja cuántica fotones estrechadospublicación nature de ventaja cuánticacontrol de 216 modos paralelossupremacía cuántica tecnología ópticaalgoritmo para valores aleatoriosdispositivos integrados en chip16 microsegundos vs 9000 añoslogro de google supremacía cuántica…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 desarrollando toda esta tecnología y llegó a su primer gran éxito, que esto fue publicado en 2023. ¿Qué fue demostrar la ventaja cuántica utilizando fotones estrechados? Esto puede parecer que volver a demostrar la ventaja cuántica no parece muy relevante, pero se publicó en Nature. Se publicó en Nature, lo lograron con 216 modos. Esto es una cosa complicada, ¿eh? Controlar 216 guías en paralelo en las que yo voy. cruzando de vez en cuando para generar un algoritmo, claro, repito que es un algoritmo para generar valores aleatorios, pero bueno, lograron demostrar supremacía con esa tecnología, claro, una tecnología óptica, Son dispositivos integrados en chip, óptica integrada, que tienen tamaños muy pequeños, entonces pues resolvían algo así como 16 microsegundos, lo que el mayor supercomputador del mundo necesitaría, yo que sé, 9000 años, ¿no? O sea, era una cosa como mucho más espectacular que el logro de Google, pero claro, llegó años más tarde. Pero esto realmente, si tú tienes una compañía y tú lo quieres convencer a los inversores de que de verdad te apoyen financieramente, tú lo que necesitas es un ordenador de propósito general. Si tú avanzas en un ordenador cuántico de propósito específico, que…
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 #15 · Palabras #4computación 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 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 VillatoroPalabras #20fotones ópticos estrechados chanadupérdidas inherentes tecnología fotónicaoperaciones generan pérdidas fotónicaslectura de datos genera pérdidas…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…
Francis Villatoro continúa explicando los problemas inherentes a la tecnología de ordenadores cuánticos fotónicos, específicamente las significativas pérdidas que experimentan.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12pérdidas de varios decibeliosfibra óptica y comunicacionesempresas enfrentan pérdidas significativas…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 VillatoroSignificado #13ordenadores 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 VillatoroPalabras #13pérdidas 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 argumenta que la tecnología de ordenadores cuánticos fotónicos, inicialmente limitada a problemas específicos como el muestreo gaussiano de bosones, merece atención continua.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18ordenadores cuánticos fotónicosfrancis villatoro tecnología cuántica…de 100 operaciones. Quiero tener un volumen cuántico; incluso si quiero hacer algo útil, lo mismo necesito varios miles de operaciones. Necesito poder operar en una longitud mucho más grande y es un tema que habrá que controlar a ver qué pasa en el futuro. Pero bueno, es una tecnología 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…
Francis Villatoro comenta sobre la tecnología fotónica integrada utilizada en computación cuántica, destacando su naturaleza estándar pero exagerada, similar a lo observado en otras compañías.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7ordenadores cuánticos fotónicosescalabilidad qubits tecnología inviablebillones de racks requeridosfotones no gastan electricidad13 kilómetros fibra ópticafotónica integrada en computación cuánticatecnología estándar compañíaspublicación nature computación cuántica…promete conseguir engañar a inversores para que les dé mucho dinero y haya muchas mejoras, o sea, mejoras va a haberlas seguro, con toda seguridad en la próxima década y lo que no sabemos es si van a lograr ordenadores con un tamaño razonable, porque como Está ahora mismo la tecnología, es una tecnología escalable que para lograr mil qubits es absolutamente inviable; es inimaginable. La tecnología actual se requieren billones de racks, una cosa absolutamente imposible de concebir. Solo el gasto electrónico, pues esto parece que son fotones que no gastan electricidad. Sí, el número de vatios que se consume por operación es ridículo; sí, sí, es verdad, pero mantener esos racks vivos y toda la microelectrónica, esto tiene, esto que son cuatro racks, eran, no me acuerdo cuánto eran; no sé cuántos kilómetros, como 13 kilómetros de fibra óptica, lo que está metido en medio; o sea, son cosas absolutamente bárbaras. Entonces, por un lado, es tecnología convencional de fotónica integrada, o sea, todo es como muy estándar, pero por otro lado, todo está exagerado; pero es lo que pasa con las compañías. Y ya os digo, a mí me ha resultado muy interesante, no solo porque se publique en Nature, sino porque no habíamos hablado en otras ocasiones de este tipo de tecnología fotónica en computación cuántica y es una tecnología que poco a poco se está reivindicando. Hay grupos chinos, empresas chinas también, pero grupos también de investigación chino muy potentes en esta área y va a haber nuevos artículos y nuevos avances. Pero claro, esa escalabilidad que leemos en los blogs y en varios medios que se han hecho ecos de…
Francis Villatoro explica que las guías ópticas reducen significativamente las velocidades y no ofrecen ventajas reales en términos de rendimiento.
Habla: Francis VillatoroPalabras #18ordenadores completamente ópticosfotones trabajando en el vacíofrancis villatoro refuta ordenadores ópticostecnologías terahercios más allá microondasguías ópticas reducen velocidadesprocesador óptico fibra óptica…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 luz en el vacío, en el vacío, es decir, el ordenador va a ser vacío, va a ser un; yo tengo un portátil que es espacio-tiempo vacío lleno de fotones, pues no, ¿vale? Cuando yo meto guías ópticas, etcétera, bajan muchísimo las velocidades; no hay realmente ventajas. Pero sí es cierto que, por ejemplo, todo lo que es las tecnologías de terahercios, que van más allá de las tecnologías de microondas, pues sí, se está trabajando mucho en ellas, pero habrá dispositivos muy concretos; no va a haber cosas como un ordenador. 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…
Francis Villatoro explica los desafíos técnicos asociados con una tecnología completamente óptica, específicamente la necesidad de guiar la luz y elegir el tipo adecuado, como el infrarrojo cercano para trabajar con materiales como nitruro de silicio o sílice.
Habla: Francis VillatoroPalabras #16nitruro de silicio y luz infrarrojasílice fibra óptica infrarrojo cercanotecnología óptica guiada por francis villatoro…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, porque la luz natural, 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…