miércoles, 28 de octubre del 2020 Fecha
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Hacia el futuro

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Investigación y Ciencia    ~    Comentarios Comments (0)

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COMPUTACIÓN CUÁNTICA: El ordenador cuántico pronto dejará de ser ciencia-ficción.

La primera vez que un grupo de físicos empezó a hablar de la posibilidad de hacer cálculos de naturaleza cuántica fue en los años 80, pero no fue hasta los 90 cuando se empezó a poner en práctica; hoy la computación cuántica está cada vez más cerca pero aún es difícil poner fecha a su comercialización.

 

Representación artística de la investigación de la UCM (el triángulo tiene 7 qubits y el paisaje es una red hexagonal que representa la forma e

 

Representación artística de la investigación de la UCM (el triángulo tiene 7 qubits y el paisaje es una red hexagonal que representa la forma en que tiene que crecer el sistema de qubits para que el ordenador cuántico sea de gran escala y robusto, es decir, libre de errores). IQOQ/ Harald Ritsch.

La misión de un ordenador cuántico, como la de uno convencional y un supercomputador, es la de hacer operaciones, cálculos que los primeros ejecutan de manera distinta: trabajan a nivel atómico y por lo tanto siguiendo las normas de la física cuántica (rama de la física encargada de estudiar objetos microscópicos, como átomos).

La física cuántica tiene propiedades extraordinarias, no observables a niveles macroscópicos, y éstas son usadas por los ordenadores cuánticos -de los que ahora solo existen prototipos- para lograr procesar datos complejos de manera más rápida y segura.

Los ordenadores cuánticos funcionan con átomos individuales, que se denominan “qubits” y no bits (como en los tradicionales).

Un bit (acrónimo en inglés de binary digit -dígito binario-) es la unidad mínima de información empleada en informática o en un dispositivo digital y se representa con dos valores, 0 y 1: todo lo que hay “debajo” de un ordenador clásico se escribe en términos de 0 o 1, detalla a Efe Miguel Ángel Martín-Delgado, catedrático de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Sin embargo, en la computación cuántica esto cambia, ya que un qubit, a diferencia de un bit, puede contener ambos valores al mismo tiempo, lo que posibilita una velocidad de procesamiento mayor.

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Otra de las características de la computación cuántica es que puede trabajar en paralelo: un PC normal lo hace secuencialmente, primero resuelve un problema, luego otro y así sucesivamente.

Sin embargo, agrega Martín-Delgado, los ordenadores cuánticos pueden resolver un número exponencial de tareas a la vez.

Por ejemplo, para “romper” una clave encriptada un ordenador clásico tendría que escudriñar, una a una, las distintas combinaciones de números hasta dar con la contraseña, pero uno cuántico no: éste podría trabajar con miles a la vez en un segundo.

¿Y qué es lo que posibilita esta capacidad de cálculo? El algoritmo Shor.

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Este algoritmo, diseñado por el matemático estadounidense Peter Shor, permite, por ejemplo, a una tercera persona que intercepta un mensaje cifrado descifrarlo en un tiempo exponencialmente más rápido que si lo hiciera con un ordenador clásico, señala Martín-Delgado.

Peter Shor publicó el trabajo con la descripción de este algoritmo en 1994, lo que supuso “el disparo de salida para que todo el mundo se empezara a interesar por la computación cuántica”.

Un año después, se hizo la primera propuesta de cómo hacer un ordenador cuántico por el español Juan Ignacio Cirac y el austríaco Peter Zoller (se conoce como la propuesta Cirac-Zoller).

Pero el ordenador cuántico no solo servirá para “desenmascarar” mensajes encriptados, sino para hacer simulaciones, secuenciar genomas más rápidamente, hacer cálculos de química cuántica, lo que podría servir para diseñar nuevos fármacos o mejorar las búsquedas.

De ahí que empresas como Google o instituciones como la NASA hayan apostado por ello.

“El ordenador cuántico va a ser predominante en el futuro de la informática: va a ser el rey”, recalca Martín-Delgado, quien apunta que el horizonte del 2020 será crucial para empezar a hacerlos realidad (dependerá de los experimentos en desarrollo).

Corrección de errores

Sin embargo, para llegar a este punto primero hay que resolver una serie de cuestiones, entre ellas los errores (los ordenadores clásicos se construyen con mecanismos para corregir errores).

Precisamente esto es lo que acaba de lograr el equipo de Martín-Delgado y de Rainer Blatt (Innsbruck).

“Hemos conseguido hacer una corrección completa de errores cuánticos en un módulo pequeño donde se hacían operaciones cuánticas”, aclara este investigador, quien acaba de publicar en Science y presentar en varios congresos de EEUU estos resultados.

Los ordenadores clásicos tienen solo un tipo de error -un error es cuando quiere escribir un 0 y pone un 1 o al contrario-, sin embargo uno cuántico, al ser más complejo, tiene tres tipos de errores: “Hemos desarrollado un método para corregir todos los errores que pueden aparecer en un computador cuántico”, concluye Markus Müller, miembro del equipo de la Complutense.

EFE-futuro

Nada muere… ¡Simplemente cambia y se transforma!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en nada permanece    ~    Comentarios Comments (0)

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Estacion Espacial Internacional

La casualidad quiso que la órbita de la Estación Espacial Internacional pasara por encima de la isla rusa de Matua, en el archipiélago de las Kuriles, instantes después de que el estratovolcán Sarychev entrara en erupción. Las imágenes que fueron tomando  los astronautas desde 350 Km de altura son impresionantes:

 

 

La erupción del volcán Sarychev vista desde la Estación Espacial Internacional

 

 

El Caos y la destrucción que nos puede dar la variedad de colores, olores y sabores que junto con la belleza destruida o construida cambiará el paisaje del lugar donde puedan ocurrir acontecimientos como este que observan los tripulantes de la Estación Espacial Internacional, como bien se dice, desde su privilegiada atalaya.

Los volcanes han existido desde los inicios de la Tierra hace 4.500 millones de años. Si bien las erupciones volcánicas pueden destruir la flora y la fauna en su entorno, la lava enriquece el suelo con variados minerales. La mayor parte de los volcanes están situados a lo largo de los límites activos de las placas continentales. Los volcanes submarinos se hallan en regiones donde tienen lugar nueva formación de corteza terrestre, como en la dorsal oceánica. Estos volcanes pueden formar islas.

Los volcanes terrestres se encuentran, por lo general, en zonas de subducción, que se hallan especialmente en el Océano Pacifico. Los volcanes situados en las regiones costeras están distribuidos como una “sarta de perlas” y constituyen el anillo de fuego del Pacífico., en el que se encuentran más del 80% de los volcanes actuales. Además, los “puntos calientes” donde la fusión interna de la corteza crea magma, producen volcanes que son independientes de las placas continentales y sus limites. Un ejemplo de de este grupo lo constituyen los volcanes de Hawai.

Los volcanes se alimentan de las cámaras magmáticas, una especie de bolsas de rocas fundidas, a más de 1 km bajo la corteza terrestre. Si la presión en la cámara sobrepasa un determinado nivel (que es que parece que ha ocurrido en el de la imagen), el magma asciende por fisuras y grietas y forma una chimenea volcánica.

En el interior de esas montañas están activos materiales en forma de gases, líquidos y sólidos, todo a altas temperatura y presión. Cuando se producen las explosiones las zonas circundantes son bombardeadas con materiales y enterradas bajo una gruesa capa de ceniza en poco tiempo. Es la erupción denominada piroclástica (como la ocurrida en el año 79 a.C. que sepultó la ciudad de Pompeya bajo una capa de cenizas de 25 cm. de espesor) y los materiales pueden llegar a formar una nube piroplástica de 1.000 Cº de temperatura que puede desplazarse a 1.000 Km/h.

Hay diferentes tipos de explosiones volcánicas y en cada una de ellas se producen diferentes acontecimientos pero, como sólo se trata de dejar una leve y sencilla reseña de lo que estamos viendo en la imagen, creo que con la explicación dada queda bien.

Hasta hace muy poco no podía predecir este tipo de fenómenos naturales y, la gente que vivía en poblaciones situadas cercas de las laderas volcánicas estaban en peligro auque raramente, se producían erupciones espontáneas sin avisos previos como los terremotos, los volcanes y sus actividades son controladas por sismógrafos.

lagos, lagunas, viajes

Los cráteres volcánicos, como parece ser el caso, están frecuentemente llenos de agua de lluvia y freáticas, formando lagos. Suele ocurrir que, tras una erupción volcánica, sean destruidos miles de kilómetros cuadrados de terreno a su alrededor y cambien por completo la orografía de la zona. Parece imposible pensar que la Naturaleza pueda recuperarse tras un acontecimiento de este tipo, sin embargo, las primeras muestras de vida vegetal aparecen a unos escasos tres meses del acontecimiento en los campos cubiertos por las cenizas ricas en minerales. Poco tiempo después, vuelven los animales y la vida, se reanuda, como si allí, nada hubiese pasado.

Así es la Naturaleza, y, como tantas veces se dijo aquí, algo se destruye para que algo surja a la vida. ¿Esperanza después de la muerte?

emilio silvera