Ir al contenido principal

El desarrollo de los ordenadores cuánticos pasa por... predecir el futuro


La decoherencia es el principal problema para el desarrollo de tecnologías cuánticas - Archivo

Un equipo de físicos logra evitar la decoherencia de un sistema cuántico adivinando cómo y cuándo se producirá

Investigadores de la Universidad australiana de Sidney han logrado demostrar que son capaces de "ver" el futuro de los sistemas cuánticos, y han utilizado ese conocimiento para evitar su destrucción, uno de los principales problemas para la construcción de tecnologías cuánticas fiables. Se trata de una importante hazaña científica que podría ayudar a acercar el extraño e impredecible mundo de la tecnología cuántica a la realidad. El estudio se acaba de publicar en Nature Communications.

La infinidad de posibles aplicaciones de tecnologías con capacidades cuánticas resulta tentadora, ya que éstas multiplican las prestaciones de cualquier tecnología actual, e incluso empiezan ya a tener impactos significativos en campos como la detección o la metrología, la rama de la Física que se ocupa de la medición y normalización de las magnitudes que utilizamos en nuestras vidas diarias. Por otra parte, la posibilidad de construir computadoras cuanticas, millones de veces más poderosas que las actuales, se ha convertido ya en una auténtica "carrera" en la que compiten, con enormes inversiones, las mayores compañías del mundo, como Google, Microsoft o IBM, entre otras.

Sin embargo, existe un gran obstáculo para la construcción de tecnologías cuánticas fiables. Se llama decoherencia, y provoca que un sistema cuántico deje de comportarse como tal y pase a tener un comportamiento físico clásico, haciéndolo inútil. Los físicos se enfrentan cada día a ese problema y tratan de conseguir, por ahora sin demasiado éxito, evitar la decoherencia y lograr que un sistema cuántico siga obedeciendo las leyes de la Mecánica Cuántica, y no las de la Física convecional. Algo realmente difícil, ya que el cambio de un estado a otro se produce, además, al azar.

Gracias al Big Data
Ahora, y aplicando técnicas basadas en el Big Data (análisis masivo de datos), los científicos australianos han conseguido predecir cómo cambiará en el futuro un sistema cuántico, lo que les ha ayudado a evitar que se produzca la tan temida decoherencia.

"La forma en que pueden fallar los componentes individuales de nuestros teléfonos móviles se parece mucho a cómo lo hacen los sistemas cuánticos -afirma Michael J. Biercuk, autor principal del artículo de Nature Communications-. Solo que en las tecnologías cuánticas la vida útil generalmente se mide en fracciones de segundo, y no en años".

Biercuk cree que su grupo ha logrado demostrar que es posible suprimir la decoherencia de forma preventiva. La clave, por supuesto, está en desarrollar una técnica capaz de predecir cómo y cuándo un sistema cuántico se va a desintegrar. "Los humanos -continúa el investigador- usan técnicas predictivas de forma rutinaria en su vida diaria. Por ejemplo, cuando jugamos al tenis, predecimos dónde terminará la pelota basándonos en observaciones hechas mientras está en el aire. Y esto funciona porque las reglas que gobiernan el movimiento de la pelota en movimiento, como la gravedad, son constantes y conocidas. ¿Pero qué pasaría si esas reglas cambiaran al azar mientras la pelota está aún acercándose a nosotros? En ese caso sería imposible predecir su comportamiento".

"Pues bien -prosigue Biercuk- esa es exactamente la situación a la que debemos enfrentarnos, porque la desintegración de los sistemas cuánticos se produce al azar. Y lo que es más, el mero hecho de observar el reino cuantico borra sus características, por lo que nuestro equipo necesitaba ser capaz de adivinar cómo y cuándo el sistema se rompería al azar. En otras palabras, sería como enfrentarnos a los movimientos aleatorios de la pelota de tenis con los ojos vendados".

Sin embargo, lo que nosotros observamos como una conducta errática y al azar contiene, en realidad, suficiente información para que un ordenador debidamente programado pueda predecir cómo ese sistema va a cambiar en el futuro. Y al hacerlo, se eliminaría la necesidad de una observación directa (que como hemos visto, altera la realidad cuántica), y se mantendrían, por lo tanto, todas las características útiles del sistema.

Cabe destacar qas las predicciones hechas por el equipo australiano sobre divesros sistemas cuánticos fueron notablemente precisas, lo que permitió a los investigadores usarlas de forma preventiva para compensar los cambios antes de que éstos se produjeran. Hacer esto en tiempo real permitió a los científicos evitar la decoherencia y mantener durante más tiempo las características cuánticas, extendiendo la vida útil de los qbits (bits cuánticos), y por tanto su efectividad.

"Sabemos que construir tecnologías cuánticas reales requerirá mayores avances en nuestra habilidad para controlar y estabilizar los qbits -afirma Biercuk- de forma que éstos resulten útiles para aplicaciones concretas. Nuestra técnica se puede aplicar a cualquier qbit utilizado actualmente en cualquier tecnología cuántica. Estamos realmente contentos de poder desarrollar nuevas capacidades que contribuyan a convertir los sistemas cuánticos en tecnologías realmente útiles".

FUENTE: ABC.ES

Comentarios

Entradas más populares de este blog

1978: Comandante de una nave extraterrestre se entrevista con cónsul ecuatoriano

A nivel internacional diversos investigadores se han enfrascado en la elaboración de posibles protocolos para recibir a los extraterrestres, por lo que se estudian varias posibilidades para la entrega de información y de tecnología. Sabemos por las diversas desclasificaciones de documentos OVNI que para los Gobiernos es un tema que en lo público lo ridiculizan, pero en lo privado les preocupa. El caso que más llamó la atención en América del sur y que pone de manifiesto el interés de algunos alienígenas en mantener comunicación con los gobiernos sucedió el 4 de agosto de 1978 a las 18:30 horas en la embajada de Ecuador en Lima, Perú, cuando se presentó el comandante de una nave extraterrestre de nombre Banghu, quien pidió, sin éxito hablar con el representante ecuatoriano. Al día siguiente llegó un “requerimiento secreto” proveniente del Ministerio de Defensa de Ecuador a esa embajada para solicitar el número de tanques de guerra que desembarcarían en el puerto del Callao, el más im

Narciso Genovese: "Yo he estado en Marte"

Nacido en Turín, Italia, en 1911, Narciso Genovese emigra a la república de El Salvador y más tarde se traslada a México donde termina por radicar en la ciudad de Tijuana. Desde mediados de los años cincuenta comienza a publicar libros. Entre sus obras más importantes figuran: "Yo he estado en Marte" (1958) y "La Nueva Aurora" (1970). No hay que olvidar los manifiestos universales que publica en esas fechas como: "Jesucristo Hombre" y "La hecatombe y la paz"., que buscan ser alertas contra la guerra nuclear y la deshumanización de los seres humanos. En 1965, Ruben Vizcaíno Valencia funda la Asociación de Escritores de Baja Califonia e invita a Narciso Genovese a formar parte de ella. Se hace famoso con su obra "Yo he estado en Marte". En la primera edición acepta que su obra es “la cristalización de una fantasía novelesca de ciencia ficción”, pero en 1966, en su segunda edición en español (hay una traducción al alemán de 1964), decl

¿No aparece la Nueva Física? Usemos la fuerza bruta

Simulación de un choque de partículas en el LHC - CERN Los métodos convencionales no han producido ningún descubrimiento desde el hallazgo del bosón de Higgs en 2012. Los físicos del LHC quieren cambiar esta situación José Manuel Nieves @josemnieves Han pasado ya seis años desde el descubrimiento del bosón de Higgs y la Física, desde entonces, parece haber entrado en un incómodo impasse. Tras casi 50 años de búsqueda, el hallazgo en 2012 de la esquiva partícula cuya existencia fue predicha por Peter Higgs en 1964 completó el Modelo Estándar y cerró un capítulo importante en nuestra comprensión de la materia y las leyes que la gobiernan. Pero el Modelo Estándar, la teoría que reúne a todos los componentes de la materia junto a las interacciones a las que están sometidos, deja sin explicar cuestiones importantes, entre ellas la gravedad, cuya partícula asociada, si es que existe, jamás ha sido descubierta, la materia y la energía oscuras o la inexplicable falta de antimateria en