Sendos equipos en los mismos laboratorios de la UNSW (Universidad de Nueva Gales del Sur) han dado con soluciones diferentes a un problema crítico para la para la producción de ordenadores cuánticos. Por una parte, consiguieron por primera vez en este tipo de sistemas, realizar operaciones lógicas con un error por debajo de lo tolerable, y por otra parte se consiguió retener información durante un tiempo considerablemente apreciable.
#14#3#11 En fin, la cosa esta de la computación cuántica es cuanto menos curiosa e interesante.
Hasta ahora tenemos una computación 99.9999% determinista (siempre estamos a expensas en algún fallo en la circuitería, pero en general supongamos un 100%). Los transistores "almacenan" un estado: encendido o apagado. Juntando muchos transistores que cambian de estado según una serie de reglas fijas, podemos concebir operaciones lógicas entre ellos y a partir de estas, operaciones aritméticas. Las reglas son fijas, las operaciones dan resultandos fijos, siempre los mismos.
Los límites de la electrónica, como bien dicen por ahí arriba, están bien definidos: a transistores más pequeños, más problemas para aislarlos unos de otros (electrones que "saltan" entre transistores y cambian su estado destrozando las reglas lógicas que deben cumplir para poder sustentar todas las operaciones que se ejecutan sobre los mismos).
La computación cuántica trabaja de otro modo; lo importante aquí es que no hablamos de estados "fijos" sino de probabilidades: los qbits están simultáneamente en los dos estados posibles (0 y 1), podemos disponer agrupaciones de qbits de manera que realicen cierto tipo de operaciones y nos devuelvan resultados válidos con un gran porcentaje de acierto. O lo que es más impresionante aún, dado un problema con más de una solución, poder conseguir varias soluciones a la vez. http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_algorithm
¿Cuál es el problema entonces? que para conseguir esto se necesitan unas condiciones de funcionamiento muy específicas (temperaturas constantes, aislamiento total para que otras partículas no enlacen y/o interfieran, un consumo de recursos y energía alto, etc) y sobre todo algoritmos pensados específicamente para lidiar con una lógica diferente y basada en probabilidades.
O sea, la práctica totalidad de algoritmos (y extendiéndonos más, los programas) que usamos actualmente no nos valen. Hay esfuerzos para imitar la lógica de los computadores actuales usando técnicas de ordenadores cuánticos (Ignacio Cirac en Alemania, premio príncipe de Asturias por ello, es una de las cabezas visibles que están liderando el campo de la computación cuántica y seguro que tiene mucho que decir al respecto), pero también hay muchos esfuerzos para intentar desarrollar algoritmos específicos y que sean de utilidad al respecto.
De hecho, google se gastó un pastón en un "ordenador cuántico" de la empresa D-wave para investigar e intentar aprovechar su potencia para una de las cosas que sabemos que se resulve muy rápido y eficientemente usando computación cuántica: ordenación, indexación y factorización. Sus conclusiones son algo así como: esto no sirve pa ná (http://arstechnica.com/science/2014/09/google-branches-out-from-d-wave-in-quantum-computing-initiative/).
#19 Precisamente D-Wave es de la empresa que hablaba en #16. Ya cuando salió muchos físicos del MIT dijeron que dudaban muy mucho que fuera un ordenador cuántico.
Tuve el privilegio de que Ignacio Cirac fuera a dar una charla de Física Cuántica a mi escuela universitaria (en la EUI-UPM) el mismo año en el que le dieron el Principe de Asturias. Una de las cosas que me marcó que dijo era que el estimaba que aun quedaban unas cuantas décadas como mínimo para que tuvieramos ordenadores cuánticos, pero que dentro de 100 años la carrera de Informática poco tendría que ver con lo actual, y que seríamos más físicos que otra cosa
#10 Me voy a tirar un triple. No soy un experto pero lo voy a intentar, que alguien me corrija.
Cuando se hizo el paso de lo analógico a lo digital, se consiguió que los transistores que antes ocupaban un espacio considerable pudieran encapsularse en microchips. Gracias a minimizar los transistores y encapsularlos, se pueden realizar complicadas operaciones en milésimas de segundo, permitiendo que toda la información se mantenga guardada en un estado sólido de alta o baja tensión (1's y 0's).
Lo que se busca ahora son transistores aún más pequeños, basándose en la física cuántica, buscando que los transistores que antes funcionaban con traspaso de electrones funcionen ahora gracias al spin de los átomos. De momento, según esta noticia, han conseguido el record de mantenimiento de información en esta nueva tecnología, así cómo han descubierto por otro lado como conseguir un acierto en el 99,99% de los experimentos.
#12 IMHO Creo que tienes razón. Pero más que la miniaturización de la electrónica convencional lo que se busca es el funcionamiento de la computación con superposición de estados. Esto permitiría resolver problemas computacionalmente inabordables hoy con los ordenadores actuales. En concreto la factorización de grandes números es un problema muy atractivo por las implicaciones que todos conocemos (como ejemplo de aplicación).
#10#12 Pues si, te has tirado a la piscina y has dicho un par de cosas nada correctas, lo cual a mi parecer es más que perdonable. Seguro que ahora meto yo un poco también la pata en las correcciones que te voy a hacer jajajaja
No se fabrican nuevos transistores más molones. Eso no es la computación cuántica. Precisamente el problema fundamental que tienen ya los ordenadores actuales es que si hacemos transistores muy pequeños, de nanómetros, dejan de funcionar y sus electrones se escapan, por lo que llegado ese momento (que está bastante cerca) no podremos seguir avanzando en cómputo, más que teniendo en cuenta las leyes de la mecánica cuántica.
La computación cuantica se basa en dejar de trabajar con voltajes altos y bajos (0, y 1) y empezar a trabajar con cuantos. Los qubits (como se llaman, y no son más que electrones) pueden tomar los valores 0, 1 y 0 y 1 a la vez, por lo que las combinaciones aumentan de forma exponencial. Por eso se podrán realizar computos brutales, porque con las mismas puertas lógicas harás un exponencial de lo actual, pero no significa que la computación cuántica sea un capricho para tener pepinos más gordos, sino la única solución al estancamiento que sufriremos en breves.
El problema de la computación cuántica es hacer sistemas amplios con muchos qubits siendo coherentes, ya que es muy complicado mantener la estabilidad de un sistema grande y evitar las influencias externas y la tasa de error.
No se hasta que punto esta noticia es fiable. Hace dos meses también una empresa canadiense dijo que sacaban a la venta un computador cuántico y obviamente era mentira. Los resultados que han tenido en las tasas de error me parecen una excelente noticia, pero habrá que ponerlo en prueba con 100.000 puertas lógicas (lo que hoy en día tiene un microprocesador convencional) y ver que tal conviven tantos electrones sin influenciar el comportamiento de los demás...
#16 "100.000 puertas lógicas (lo que hoy en día tiene un microprocesador convencional)". Te has saltado varios ordenes de magnitud, un i7 tiene 780 millones de transistores, suponiendo todo ANDS (6 transistores por puerta) unos 100 millones. Un A8 de samsung (el que usan los iphones ) tiene 2000 millones de transistores, y etc etc.
#12 En parte si y en parte no. Intel por ejemplo tiene en su hoja de ruta llegar a los 5nm en sus procesadores en el 2021. Esta bien saber que es el Tick-tock Intel tick-tock http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Tick-Tock y cual es su roadmap.
Tampoco soy un experto en hardware (aunque si soy informático, pero programador), pero tengo entendido que la física cuántica es esa física que rige digamos las normas de lo sub-atómico. Pues la física normal solo puede llegar a explicar hasta ahí.
De forma que si estaríamos hablando de transistores más pequeños pero no creo que estemos hablando de transistores tangibles. Sino de transistores lógicos. Obviamente no serán transistores como los de 5nm o los actuales de 14nm.
Mi duda es si se puede considerar materia a esos estados cuánticos que el transistor podría tener o si son puramente lógicos.
Lo que hay que tener claro supongo es que un transistor de mismo tamaño cuantico que uno que no lo es, la diferencia estriba en la multiplicidad de los estados simultaneamente del cuántico.
#20 No se puede hacer un transistor cuántico igual que uno normal porque no tienes materia con qué hacerlo. No puedes poner átomos pegados para realizar una estructura física, en la cuántica todo está en movimiento y es impredecible.
Lo que puedes hacer son estructuras físicas que permitan fijar o manipular de algún modo elementos cuánticos. La ventaja de manipular estados cuánticos es que tienes más de un estado a la vez, y que al fijar esos estados para realizar una operación, esta será inmediatamente hecha (o sea, en los componentes electrónicos actuales, hay un reloj que va marcando pasos dentro de una operación compleja: algunas se hacen en un paso como las operaciones lógicas, otras en varios como las aritméticas; un ordenador cuántico sería capaz de hacer operaciones muy complejas como ordenar listas o factorizar números en un número de pasos mucho menor o en solo uno)
Sobre la capacidad de miniaturización, podemos miniaturizar circuítos hasta casi alinear átomos individuales. El problema es minimizar las interacciones entre los componentes, las fugas eléctricas, etc. o sea, más problemas "operacionales" que de capacidad técnica para hacer las cosas pequeñas. Con lo que se juega es con materiales (mejores conductores, mejores aislantes) y con la estructura (apilamiento para generar estructuras tridimensionales para aprovechar mejor el espacio).
#21 Por eso me refería a transistores lógicos. Lo apasionante para mi de eso sería la posibilidad de crear arrays(matrices) de transistores en instancias lógicas, generados bajo demanda. ufff me pone berraco.
Si, comprendo lo que dices de la inmediatez. Multiples estados te permitirían realizar todos los pasos o parte de ellos simultaniamente == menos tiempo.
Comentarios
y una vez solucionado.. ¿cuanticos ordenadores se producirán?
#1 Uno, bueno, dos, bueno, tres, bueno...
#1 Uno o ninguno simultáneamente.
#4 eso es un chiste de Eugenio.
#5 No, esa es una instancia de la superposición cuántica
Nota: no hablo del gato de Chorringer, porque igual menéame implosiona
#1 La fábrica se instalará en Zárágózá, la única capital europea con todas las sílabas acentuadas
#1 La Blasa lo sabe, que vio al bosón en el sobrao.
Habrá que buscar más información de esos aparatos y empezar a crear el Doors 1.0 desde mi garaje.
#14 #3 #11 En fin, la cosa esta de la computación cuántica es cuanto menos curiosa e interesante.
Hasta ahora tenemos una computación 99.9999% determinista (siempre estamos a expensas en algún fallo en la circuitería, pero en general supongamos un 100%). Los transistores "almacenan" un estado: encendido o apagado. Juntando muchos transistores que cambian de estado según una serie de reglas fijas, podemos concebir operaciones lógicas entre ellos y a partir de estas, operaciones aritméticas. Las reglas son fijas, las operaciones dan resultandos fijos, siempre los mismos.
Los límites de la electrónica, como bien dicen por ahí arriba, están bien definidos: a transistores más pequeños, más problemas para aislarlos unos de otros (electrones que "saltan" entre transistores y cambian su estado destrozando las reglas lógicas que deben cumplir para poder sustentar todas las operaciones que se ejecutan sobre los mismos).
La computación cuántica trabaja de otro modo; lo importante aquí es que no hablamos de estados "fijos" sino de probabilidades: los qbits están simultáneamente en los dos estados posibles (0 y 1), podemos disponer agrupaciones de qbits de manera que realicen cierto tipo de operaciones y nos devuelvan resultados válidos con un gran porcentaje de acierto. O lo que es más impresionante aún, dado un problema con más de una solución, poder conseguir varias soluciones a la vez. http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_algorithm
¿Cuál es el problema entonces? que para conseguir esto se necesitan unas condiciones de funcionamiento muy específicas (temperaturas constantes, aislamiento total para que otras partículas no enlacen y/o interfieran, un consumo de recursos y energía alto, etc) y sobre todo algoritmos pensados específicamente para lidiar con una lógica diferente y basada en probabilidades.
O sea, la práctica totalidad de algoritmos (y extendiéndonos más, los programas) que usamos actualmente no nos valen. Hay esfuerzos para imitar la lógica de los computadores actuales usando técnicas de ordenadores cuánticos (Ignacio Cirac en Alemania, premio príncipe de Asturias por ello, es una de las cabezas visibles que están liderando el campo de la computación cuántica y seguro que tiene mucho que decir al respecto), pero también hay muchos esfuerzos para intentar desarrollar algoritmos específicos y que sean de utilidad al respecto.
De hecho, google se gastó un pastón en un "ordenador cuántico" de la empresa D-wave para investigar e intentar aprovechar su potencia para una de las cosas que sabemos que se resulve muy rápido y eficientemente usando computación cuántica: ordenación, indexación y factorización. Sus conclusiones son algo así como: esto no sirve pa ná (http://arstechnica.com/science/2014/09/google-branches-out-from-d-wave-in-quantum-computing-initiative/).
Así que casi que lo del garaje como que no
#19 Precisamente D-Wave es de la empresa que hablaba en #16. Ya cuando salió muchos físicos del MIT dijeron que dudaban muy mucho que fuera un ordenador cuántico.
Tuve el privilegio de que Ignacio Cirac fuera a dar una charla de Física Cuántica a mi escuela universitaria (en la EUI-UPM) el mismo año en el que le dieron el Principe de Asturias. Una de las cosas que me marcó que dijo era que el estimaba que aun quedaban unas cuantas décadas como mínimo para que tuvieramos ordenadores cuánticos, pero que dentro de 100 años la carrera de Informática poco tendría que ver con lo actual, y que seríamos más físicos que otra cosa
¿Alguien sabría explicar lo que pone en la noticia de forma que lo pueda entender toda persona con C.I. mayor que el de la ministra de Sanidad?
#10 Me voy a tirar un triple. No soy un experto pero lo voy a intentar, que alguien me corrija.
Cuando se hizo el paso de lo analógico a lo digital, se consiguió que los transistores que antes ocupaban un espacio considerable pudieran encapsularse en microchips. Gracias a minimizar los transistores y encapsularlos, se pueden realizar complicadas operaciones en milésimas de segundo, permitiendo que toda la información se mantenga guardada en un estado sólido de alta o baja tensión (1's y 0's).
Lo que se busca ahora son transistores aún más pequeños, basándose en la física cuántica, buscando que los transistores que antes funcionaban con traspaso de electrones funcionen ahora gracias al spin de los átomos. De momento, según esta noticia, han conseguido el record de mantenimiento de información en esta nueva tecnología, así cómo han descubierto por otro lado como conseguir un acierto en el 99,99% de los experimentos.
#12 IMHO Creo que tienes razón. Pero más que la miniaturización de la electrónica convencional lo que se busca es el funcionamiento de la computación con superposición de estados. Esto permitiría resolver problemas computacionalmente inabordables hoy con los ordenadores actuales. En concreto la factorización de grandes números es un problema muy atractivo por las implicaciones que todos conocemos (como ejemplo de aplicación).
#10 #12 Pues si, te has tirado a la piscina y has dicho un par de cosas nada correctas, lo cual a mi parecer es más que perdonable. Seguro que ahora meto yo un poco también la pata en las correcciones que te voy a hacer jajajaja
No se fabrican nuevos transistores más molones. Eso no es la computación cuántica. Precisamente el problema fundamental que tienen ya los ordenadores actuales es que si hacemos transistores muy pequeños, de nanómetros, dejan de funcionar y sus electrones se escapan, por lo que llegado ese momento (que está bastante cerca) no podremos seguir avanzando en cómputo, más que teniendo en cuenta las leyes de la mecánica cuántica.
La computación cuantica se basa en dejar de trabajar con voltajes altos y bajos (0, y 1) y empezar a trabajar con cuantos. Los qubits (como se llaman, y no son más que electrones) pueden tomar los valores 0, 1 y 0 y 1 a la vez, por lo que las combinaciones aumentan de forma exponencial. Por eso se podrán realizar computos brutales, porque con las mismas puertas lógicas harás un exponencial de lo actual, pero no significa que la computación cuántica sea un capricho para tener pepinos más gordos, sino la única solución al estancamiento que sufriremos en breves.
El problema de la computación cuántica es hacer sistemas amplios con muchos qubits siendo coherentes, ya que es muy complicado mantener la estabilidad de un sistema grande y evitar las influencias externas y la tasa de error.
No se hasta que punto esta noticia es fiable. Hace dos meses también una empresa canadiense dijo que sacaban a la venta un computador cuántico y obviamente era mentira. Los resultados que han tenido en las tasas de error me parecen una excelente noticia, pero habrá que ponerlo en prueba con 100.000 puertas lógicas (lo que hoy en día tiene un microprocesador convencional) y ver que tal conviven tantos electrones sin influenciar el comportamiento de los demás...
#16 "100.000 puertas lógicas (lo que hoy en día tiene un microprocesador convencional)". Te has saltado varios ordenes de magnitud, un i7 tiene 780 millones de transistores, suponiendo todo ANDS (6 transistores por puerta) unos 100 millones. Un A8 de samsung (el que usan los iphones
) tiene 2000 millones de transistores, y etc etc.
#23 Toda la razón, me he dejado unos cuantos 0 en el tintero
Como decía al principio del comentario, en algún lado fijo metería la pata jajajaja
#12 En parte si y en parte no. Intel por ejemplo tiene en su hoja de ruta llegar a los 5nm en sus procesadores en el 2021. Esta bien saber que es el Tick-tock Intel tick-tock http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Tick-Tock y cual es su roadmap.
Tampoco soy un experto en hardware (aunque si soy informático, pero programador), pero tengo entendido que la física cuántica es esa física que rige digamos las normas de lo sub-atómico. Pues la física normal solo puede llegar a explicar hasta ahí.
De forma que si estaríamos hablando de transistores más pequeños pero no creo que estemos hablando de transistores tangibles. Sino de transistores lógicos. Obviamente no serán transistores como los de 5nm o los actuales de 14nm.
Mi duda es si se puede considerar materia a esos estados cuánticos que el transistor podría tener o si son puramente lógicos.
Lo que hay que tener claro supongo es que un transistor de mismo tamaño cuantico que uno que no lo es, la diferencia estriba en la multiplicidad de los estados simultaneamente del cuántico.
#20 No se puede hacer un transistor cuántico igual que uno normal porque no tienes materia con qué hacerlo. No puedes poner átomos pegados para realizar una estructura física, en la cuántica todo está en movimiento y es impredecible.
Lo que puedes hacer son estructuras físicas que permitan fijar o manipular de algún modo elementos cuánticos. La ventaja de manipular estados cuánticos es que tienes más de un estado a la vez, y que al fijar esos estados para realizar una operación, esta será inmediatamente hecha (o sea, en los componentes electrónicos actuales, hay un reloj que va marcando pasos dentro de una operación compleja: algunas se hacen en un paso como las operaciones lógicas, otras en varios como las aritméticas; un ordenador cuántico sería capaz de hacer operaciones muy complejas como ordenar listas o factorizar números en un número de pasos mucho menor o en solo uno)
Sobre la capacidad de miniaturización, podemos miniaturizar circuítos hasta casi alinear átomos individuales. El problema es minimizar las interacciones entre los componentes, las fugas eléctricas, etc. o sea, más problemas "operacionales" que de capacidad técnica para hacer las cosas pequeñas. Con lo que se juega es con materiales (mejores conductores, mejores aislantes) y con la estructura (apilamiento para generar estructuras tridimensionales para aprovechar mejor el espacio).
#21 Por eso me refería a transistores lógicos. Lo apasionante para mi de eso sería la posibilidad de crear arrays(matrices) de transistores en instancias lógicas, generados bajo demanda. ufff me pone berraco.
Si, comprendo lo que dices de la inmediatez. Multiples estados te permitirían realizar todos los pasos o parte de ellos simultaniamente == menos tiempo.
Y ejecutarán Windows, Linux y OSX, simultáneamente hasta que la función de onda colapse en alguno de ellos
¿El Grafeno?
#7 como tú dices: no hay Grafeno; no hay meneo.
La verdad es que es complicado de entender.
Lo que nos quedará por ver en esta vida...
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