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domingo, 1 de marzo de 2015

De Diamante podrían ser los componentes de las Computadoras Cuánticas.

Todos conocemos la ley de Moore, Que nos dice que cada dos años las computadoras duplican su capacidad, sin embargo esto tiene un limite.... Hemos hecho las computadoras más rápidas gracias a hacer sus componentes más pequeños, sin embargo esto tiene un limite, no podemos hacerlos más pequeños de un átomo, pues de algo tienen que estar hechas estos computadores.



De allí los científicos se dieron cuenta que las computadoras del futuro debían ser diferentes, hechas de una manera diferente. Las computadoras cuánticas fueron la respuesta, gracias a la física cuántica son posibles. En la física cuántica estudiamos que las partículas tienen algo llamado Spin y que este puede ir en cualquier sentido, sin embargo en la computación cuántica necesitamos que vayan sólo hacia arriba y hacía abajo. Al lograr esto, creamos lo que se ha denominado como Qubits. (El bit de las computadoras cuánticas), Sin embargo los qubits tienen propiedades adicionales, ya que las particulas a nivel sub-atomico tienen una propiedad llamada "Entanglement" o "Entrelazamiento cuántico" que consiste en que dos partículas pueden estar interconectadas sin importar la distancia.

Para explicar esto imaginemonos dos esferas atravesadas por una flecha, y ambas esferas están entrelazadas a nivel cuántico. Entonces, yo me quedo con una, y la otra se la doy aún amigo para que se la lleve a otro lugar... digamos el Polo norte.
Entonces cuando yo le de vuelta a mi esfera y haga que apunte hacia abajo la flecha, la de él instantáneamente estará en la dirección opuesta. Si por el contrario le doy la vuelta a mi esfera para que apunte hacía arriba, la de mi amigo apuntará hacia abajo. Para Ilustrarlo observar la imagen de la derecha.

Este hecho, además de permitir "teletransportar" información de un punto a otro, le confiere la posibilidad de explotar múltiples posibilidades al mismo tiempo (lo cual le otorga la potencia extra que estábamos buscando). 

El problema, es que estos espines suelen estar libres hacía cualquier dirección y una pequeña carga es suficiente para perturbar su dirección, entonces ¿Cómo hacemos para poder mantener el espin en un dirección el tiempo suficiente para que nos sea útil y que no sea perturbado por nada del exterior?

La respuesta vino de forma impactante: ¡Diamantes! Los diamantes siendo modificados podrían contener un centro con nuestra partícula y conservarlo aislado dentro de su estructura sub-atómica. 
Nada más decírselos ya habrán pensado en mil y un problemas que surgen de esto: 
  • ¿Y cómo sabremos en que dirección esta el espín si esta atrapado dentro de una estructura atómica? 
  • Los diamantes son muy costosos, ¿cómo conseguir suficientes para construir un computador?
La solución nos la propone Nicolas Wöhrl, para nuestra primera pregunta propone que atravesar con un láser el cristal, esto excitará el electrón (la partícula escogida para monitorear su espín) y al detener el láser, este emitirá luz al perder su estado de excitación la cual puede ser escaneada y así determinando el estado del espín. 

Si bien los diamantes son costos, lo son por una simple razón: Son raros y escasos.... 
Entonces Nicolas nos propone, ¿Por qué no hacemos nuestros propios diamantes sintéticos?
La naturaleza los hace usando: Altas temperaturas y una elevada presión, esté método ha sido probado de diversas maneras pero los diamantes producidos son lejos de Diamante perfectos, ya que contienen impurezas (incluso los producidos por la naturaleza lo son). 
Sin embargo Nicolas y su equipo consiguieron sintetizar diamantes puros, usando una maquina que convierte gas hidrógeno y metano en plasma y funde la materia prima para el diamante haciendo "crecer" diamantes a una muy baja presión. 

En el futuro nuestras computadoras podrían poseer procesadores de diamantes sintéticos y usar menos energía que las modernas.
En mi opinión personal apuesto por un híbrido entre la tecnología actual y la tecnología cuántica, puesto que la cuántica tiene ciertas debilidades donde la actual es fuerte. Por ejemplo la complejidad de los qubits es exponencial mientras al complejidad de los bits es lineal, no aumente al incrementar el número de bits, por lo que los computadores actuales pueden resolver problemas lineales más rápidamente que un computador cuántico, mientras problemas de múltiples rutas, (como el camino más corto entre 30 ciudades interconectadas) podría ser resuelto en minutos por una computador cuántico mientras las actuales tardarían un tiempo equivalente a la antigüedad del universo en resolverlos (Sin exageración). 

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