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Ventaja cuántica fotones estrechados
Con
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Francis Villatoro explica cómo una empresa logró demostrar la ventaja cuántica utilizando fotones estrechados, un logro publicado en Nature.
…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 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…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro menciona artículos publicados desde 2019 relacionados con el concepto de 'ventaja cuántica', anteriormente denominado 'supremacía cuántica'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #3ventaja 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 cómo se denominan los fotones ópticos como 'modos estrechados' o 'fotones estrechados', relacionándolo con el estado de superposición en posición y el momento lineal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #4fotones ópticos modos estrechadosestado superposición posición fotonesrelación indeterminación posición momento lineal…pequeño; esto fue posterior a la supremacía que obtuvieron los chinos, pero obtuvo un pequeño ordenador que ellos pretendían que fuera escalable y que se pudiera extender con ocho estados de entrada. En estos casos, esta compañía utiliza una variante de los Fotones ópticos que se llaman los modos estrechados o los fotones estrechados. 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…
Francis Villatoro explica cómo una empresa logró demostrar la ventaja cuántica utilizando fotones estrechados, un logro publicado en Nature.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1ordenador cuántico fotónico x8modos estrechados en posición guíapublicación nature 2021 ordenador x8ventaja cuántica fotones estrechadospublicación nature de ventaja cuánticacontrol de 216 modos paralelos…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 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…
Francis Villatoro explica qué es lo que una empresa necesita para convencer a los inversores de apoyo financiero.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8ordenador propósito general inversoresordenador cuántico propósito específicoventaja cuántica 216 modos…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 claro, se pueden interpretar, se pueden implementar en ese ordenador que logró la ventaja cuántica con 216 modos estrechados. Se llamó Borealis y decidieron no solo demostrar la ventaja cuántica con este algoritmo, el muestreo gaussiano de bosones, sino también mostrar que también se podía simular estados energéticos de unas moléculas y también un pequeño problema de grafos: de…
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 #5aurora computadora chanadu naturefotones ópticos estrechados aurora12 qubits ordenador chanadupuertas lógicas fotones entrelazados…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…
Francis Villatoro describe la apariencia física de un ordenador cuántico fotónico publicado en Nature, comparándolo con una serie de racks de ordenadores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19 · Palabras #14ordenador cuántico fotónico natureláseres generan 84 modos estrechadosfases necesarias para ordenador cuántico universaltecnología escalable de 12 qubits…lo puedes ver un poco más bonito, pero eso suelen ser cosas bastante, pero no, una empresa privada, entonces lo que nos ha presentado son cuatro muebles. Habéis visto los racks de ordenadores, cuando tengo que poner muchos ordenadores, pues pongo como un Mueble y pongo los ordenadores unos apilados, que son placas, básicamente las placas; no pongo las cajas, ni pongo teclado, ni pongo pantalla, sino que pongo así un rack de ordenadores. Bueno, pues han publicado la foto de cuatro racks de ordenadores de este ordenador cuántico fotónico. El primero está lleno de láseres, que son los que generan esos 84 modos estrechados, y después los otros tres implementan las diferentes fases que son necesarias para ejecutar este ordenador cuántico universal de 12 qubits; es que su tecnología es escalable y te dicen, y Esto la gente se ha vuelto loca, pero escalable. Pero ¿qué maravilla? Es que lo pone el artículo: el artículo pone: bueno, esto cuando queramos lo escalamos hasta 100 qubits sin ningún problema, ¿vale? Es como nos podemos escalar a 1,1. O sea, de 12 pasar a…
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 #11 · Palabras #6ordenador cuántico fotónico chanaduescalabilidad qubits chanaduracks ordenador cuánticocomputación 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…Es como nos podemos escalar a 1,1. O sea, de 12 pasar a 100 y entonces en el Astra ya te lo dicen. Esto es una tecnología escalable. Esto es un prototipo. Pero la escalabilidad está garantizada. No hay ningún problema. Ya en la letra pequeña, cuando te lees El artículo En la letra pequeña te pone: Bueno, ¿podremos llegar a 100 qubits? si 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 VillatoroPalabras #13fotones 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 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 #6 · Palabras #2ordenadores cuánticos fotónicos líneatemperatura ambiente ordenadores cuánticoscriogenia superconductores milikelvingeneración de fotones estrechados temperaturadetectores fotón a fotón temperatura ambienteordenadores cuánticos fotónicos helio líquidosustitución detectores criogénicos temperatura ambientesuperconductores enfriados pocos kelvin…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 detectores fotón a fotón para fotones ópticos estrechados que trabajan a temperatura ambiente, con lo que es posible que en unos años no sabemos cuándo esos detectores criogénicos que son superconductores ahora mismo y por tanto tienen que estar enfriados a pocos Kelvin puedan ser sustituidos por dispositivos que trabajen a temperatura ambiente. Y en la generación también conviene trabajar lo más frío posible. En Borealis, por ejemplo, trabajaban con criogenia también en generación. 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…
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 #3fotónica integrada en computación cuánticatecnología estándar compañíaspublicación nature computación cuántica…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…