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Tecnologías superconductoras microsegundos
Ep501: Asteroide; Computación Cuántica; Agujero Negro; Nubes Interestelares
27 de febrero de 20255 momentos
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Francis Villatoro explica su criterio para creer en los avances de la computación cuántica, estableciendo un umbral de tiempo de coherencia para un qubit superior al de las tecnologías superconductoras convencionales.
…trabajar en esto, y ahora mismo la línea de ordenadores cuánticos topológicos, que son como la gran promesa de El día que tengamos uno de este ordenador no necesitaremos algoritmos de corrección de errores, no necesitamos, esto será la octava maravilla, ¿no? Y le digo: si tú me demuestras un Qubit y me pones un tiempo de coherencia, solamente de un segundo, cuando las tecnologías superconductoras habituales tienen coherencia de microsegundos, pues yo me lo creo; es que yo digo: sí, Buana, faltaría más, un segundo, es que es un millón de veces más que las otras tecnologías. Entonces, cuando Yu avances en eso, pues acabarás consiguiendo un día. Pero es que ahora mismo no han demostrado nada, ni han empezado. Sí, es que habría que decirle a los oyentes que La razón por la que esto también despierta tanta pasión es porque es una estrategia en la que Microsoft está haciendo una apuesta muy fuerte, cuando todo el mundo ya, digamos que se ha retirado de esa estrategia; están yendo por otra y Microsoft ha decidido…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro introduce la explicación de la tecnología de computación cuántica, comenzando por su idea original propuesta por Kitáez.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8idea original kitáez superconductores tipo pcadena de fermiones modelo juguete kitáezpremio nobel físico kitáezpares cooper en superconductores tipo sbosón de spin cero superconductor saluminio superconductor tipo spares cooper con spin arriba abajoestado de spin 1 superconductor p…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 spin para abajo. Entonces, el estado, el par de Cooper se comporta como un bosón de spin cero; eso se llama un superconductor de tipo S. Esos son los superconductores originales: el aluminio que es un superconductor de tipo S, el mercurio, muchos materiales son superconductores de tipo S, pero también existen superconductores de tipo P. Los superconductores 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…
Francis Villatoro explica cómo la estructura típica de un superconductor se relaciona con la óptica, describiendo la existencia de un salto de banda directo que involucra parábolas cóncavas y convexas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9salto de banda directo superconductorparábola cóncava banda valenciaparábola convexa banda conducciónestructura típica superconductor óptica…suficiente energía para que los estados electrónicos en la banda de valencia puedan saltar a la banda de valencia y un semiconductor es cuando la distancia es pequeña y entonces hay una probabilidad y bajo ciertas circunstancias pues se producen esos saltos. Bien, la estructura típica de un superconductor, sobre todo en temas relacionados con óptica, es lo que se llama un salto de banda directo. Es decir, tengo como una parábola para la banda de Valencia y encima tengo una parábola invertida para la banda de conducción. La parábola de arriba es cóncava y la de abajo es convexa y tengo como dos montañitas, una montañita y un valle arriba y puedo pegar saltos en la zona. Más cercana, en ese ancho de banda ¿Qué pasa en ciertos materiales? En ciertos materiales el nivel de Fermi está justo en la mitad, el máximo de la parábola de abajo está por debajo del nivel de Fermi. El mínimo de la parábola por arriba está por encima del…
Francis Villatoro explica que la manipulación de estados ligados en una estructura unidimensional es clave para la computación cuántica, y continúa hablando sobre los desafíos asociados con el uso de superconductores de tipo P.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #19superconductores tipo p difíciles laboratoriodescubrimiento truco superconductor tipo smanipulación estados ligados computación cuánticasuperconductor tipo p y cinta snanómetros hilito aislante semiconductormodelo teórico superconductor topológicofabricación laboratorio 2008microsoft qubits tecnología superconductornanohilo arceniuro indio inasaluminio superconductor grado kelvinestados de mayorana nanohilo…conexión que tienen entre los dos. Eso se puede hacer con operadores cuánticos, básicamente aplicar campos magnéticos y polarizar con campos eléctricos y consigo hacer ese tipo de movimiento de estado. Y esa es la clave, digamos, de la computación cuántica. Claro, esto era todo con un superconductor de tipo P. Los superconductores de tipo P son muy difíciles de manejar en laboratorio, etc. Entonces, unos años más tarde, en 2008, se descubrió que hay un truco. Hay un truco absolutamente fascinante; y es que yo puedo utilizar un superconductor de tipo S. Pero en lugar de convertir en un hilito el superconductor de tipo P Yo puedo poner como una pequeña cinta de superconductor de tipo S y poner encima un hilito de un material que sea aislante, un semiconductor que sea aislante y si este hilito es suficientemente delgado, estamos hablando de pocos nanómetros, la cinta del superconductor abajo puede ser también un poquito más gordita, pueden ser como 60 nanómetros, consigo que, según los modelos teóricos, ese sistema se comporte de manera análoga al superconductor topológico de tipo P. Esto hizo que en 2008 se diera un salto de gigante porque ahora ya sí se podía fabricar fácilmente el laboratorio. Y eso hizo que en 2010 una gran compañía como Microsoft decidiera apostar por esta tecnología para construir qubits. Entonces, la idea es construir un pequeño nanohilo de un material semiconductor, en este caso es arceniuro de indio, InAs, sobre, en este caso es por debajo; cogen el nanohilo de arceniuro de indio y encima le ponen una pequeña cinta, una cosa delgadita, de aluminio. El aluminio es un superconductor, la temperatura crítica es del orden de un grado Kelvin. Todo esto funciona a milikelvins, o sea que a milikelvins no hay ningún tipo de duda de que el aluminio es un superconductor. En teoría, en los extremos de un nanohilo de ese tipo, que es una estructura, digamos, una heterostructura; tienes el hilito muy delgado del semiconductor y encima la pequeña cinta, es un material muy delgadito muy plano, con una pequeña cinta de aluminio. En teoría, en sus extremos aparecerían estados de mayorana. Entonces, eso se instrumentó en laboratorio; se le puso contacto en los extremos; se vio que al poner un contacto en el extremo se destruían estos estados, no aparecían.…
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 VillatoroSignificado #8estados 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 su criterio para creer en los avances de la computación cuántica, estableciendo un umbral de tiempo de coherencia para un qubit superior al de las tecnologías superconductoras convencionales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1qubit tiempo de coherencia superconductorastecnologías superconductoras microsegundosfrancis villatoro criterio qubitun segundo millón veces más…trabajar en esto, y ahora mismo la línea de ordenadores cuánticos topológicos, que son como la gran promesa de El día que tengamos uno de este ordenador no necesitaremos algoritmos de corrección de errores, no necesitamos, esto será la octava maravilla, ¿no? Y le digo: si tú me demuestras un Qubit y me pones un tiempo de coherencia, solamente de un segundo, cuando las tecnologías superconductoras habituales tienen coherencia de microsegundos, pues yo me lo creo; es que yo digo: sí, Buana, faltaría más, un segundo, es que es un millón de veces más que las otras tecnologías. Entonces, cuando Yu avances en eso, pues acabarás consiguiendo un día. Pero es que ahora mismo no han demostrado nada, ni han empezado. Sí, es que habría que decirle a los oyentes que La razón por la que esto también despierta tanta pasión es porque es una estrategia en la que Microsoft está haciendo una apuesta muy fuerte, cuando todo el mundo ya, digamos que se ha retirado de esa estrategia; están yendo por otra y Microsoft ha decidido…