Actualidad informática
Noticias y novedades sobre informática
admin
¡Bienvenidos a #Higgsteria!
Después de todos los rumores y especulaciones esta mañana se han presentado los resultados de ATLAS y CMS en un auditorio lleno hasta los topes y con algunas figuras notables (entre ellos Peter Higgs). Algunos físicos habían acampado delante del auditorio toda la noche para poder entrar a las 7.30 de la mañana cuando abrían las puertas (en la foto abajo se puede ver como se veía el exterior del auditorio a las cinco de la madrugada). El CERN además había habilitado muchas de las salas de conferencias para que los físicos pudieran reunirse a ver los seminarios. Os hemos retransmitido por twitter lo que ha sucedido. Pero para aquellos que no hayan podido conectarse se pueden ver las presentaciones en el webcast del CERN.
Ampliar en: la hora cero
Los ordenadores cuánticos podrían ayudar a los motores de búsqueda a seguir el ritmo de crecimiento de internet
Científicos de USC (University of Southern California ) demuestran que la computación cuántica podría acelerar la forma en que se calcula el ordenamiento por relevancia a través de una internet cada vez con mayor páginas web.
La mayoría de la gente no piensa dos veces acerca de cómo funcionan los buscadores de internet. Puede escribir una palabra o frase, pulsa enter, y una lista de páginas web aparece, organizada por relevancia.
Detrás de las escenas, hay muchas matemáticas que van a averiguar exactamente lo que califica como la mejor página web correspondiente a la búsqueda. Google, por ejemplo, utiliza un algoritmo de ranking de páginas que se rumorea que es el cálculo numérico más grande llevado a cabo en cualquier parte del mundo. Con la red en constante expansión, los investigadores de la USC han propuesto – y demostraron la viabilidad – de la utilización de los ordenadores cuánticos para acelerar ese proceso.
«Este trabajo es acerca de tratar de acelerar la forma en que se realiza la búsqueda por las webs«, dijo Daniel Lidar, autor principal de un artículo sobre la investigación que apareció en la revista Physical Review Letters el cuatro de junio. A medida que internet continúa creciendo, el tiempo y los recursos necesarios para ejecutar el cálculo – que se realiza todos los días – crece con ella, afirmó Lidar.
Lidar, que tiene colaboraciones en USC Viterbi School of Engineering y USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences,y el primer autor Dornsife Garnerone Silvano, un antiguo investigador postdoctoral en la USC y actualmente en la Universidad de Waterloo, para ver si la computación cuántica podría ser utilizada para ejecutar el algoritmo de Google más rápido.
A diferencia de los bits de un ordenador tradicionales, que se pueden codificar claramente ya sea un uno o un cero, los ordenadores cuánticos utilizan bits cuánticos o «cubits«, que se pueden codificar un uno y un cero al mismo tiempo. Esta propiedad, llamada superposición, algún día permitirá a los ordenadores cuánticos realizar ciertos cálculos mucho más rápidos que las computadoras tradicionales.
En la actualidad, no hay un ordenador cuántico en el mundo lo suficientemente grande como para ejecutar el algoritmo de Google para el ranking de las páginas en toda la Web. Para simularlo que una computadora cuántica podría realizar, los investigadores generaron modelos de web que simulan unos pocos miles de páginas web.
La simulación mostró que una computadora cuántica podría, en principio, devolver el ranking de las páginas más importantes en la Web más rápidamente que las computadoras tradicionales, y que este aumento de velocidad cuántica podría mejorar las páginas más necesarios para su clasificación. Además, los investigadores demostraron que para determinar simplemente si los rankings de la páginas web deben ser actualizados, un ordenador cuántico sería capaz de dar un sí o no de respuesta, exponencialmente más rápido que un ordenador tradicional.
Gran avance en memorias cuánticas para almacenar cubits con el espín nuclear
Un cristal de diamante ultrapuro, con una molécula de carbono 13 por cada millón de átomos de carbono 12, podría almacenar un cubit (bit cuántico) durante 24 horas a temperatura ambiente, según un modelo teórico publicado hoy en Science. Los autores han verificado su modelo mediante un experimento que ha logrado almacenar un cubit durante tres segundos tiempo uso de un cristal de diamante con un átomo de carbono 13 por cada cien átomos de carbono 12 (tres segundos es unas mil veces el récord anterior a temperatura ambiente). Más aún, en el mismo número de Science se ha publicado el almacenamiento de un cubit durante tres minutos (180 segundos) en una memoria cuántica basada en silicio (el cubit se ha almacenado en el espín nuclear de una impureza de fósforo), pero enfriado a 4,2 K. Estos dos grandes avances en el desarrollo de memorias cuánticas basadas en el espín nuclear coloca a estas técnicas en un camino envidiable hacia el desarrollo de un futuro ordenador cuántico de utilidad práctica. Nos lo han contado Christoph Boehme, Dane R. McCamey, “Nuclear-Spin Quantum Memory Poised to Take the Lead,” Perspective, Science 336: 1239-1240, 8 June 2012, quienes se hacen eco de los artículos técnicos de M. Steger et al., “Quantum Information Storage for over 180 s Using Donor Spins in a 28Si “Semiconductor Vacuum”,” Science 336: 1280-1283, 8 June 2012, y P. C. Maurer et al., “Room-Temperature Quantum Bit Memory Exceeding One Second,” Science 336: 1283-1286, 8 June 2012.
Ampliar en: Francis (th)E mule Science’s News
En el camino hacia un ordenador cuántico
La fundación Volkswagen ofrece € 550000 de apoyo al proyecto de ciencia de los materiales están llevando a cabo bajo la égida de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (Alemania).
La Fundación Volkswagen está financiando un proyecto de ciencia de los materiales que se lleva a cabo conjuntamente por las universidades de Maguncia y Osnabrück, en colaboración con el Centro de Investigación de Jülich. El apoyo debe ser proporcionado por un período de tres años y un total de € 550000. Los jefes del proyecto, el Profesor Dr. Angelika Kuhnle y el Dr. Wolfgang Harneit del Instituto de Química Física de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU), fueron notificados de la concesión en marzo de 2012. Este proyecto es una continuación de un proyecto recientemente concluido anteriormente que también fue financiado por la Fundación Volkswagen. El objetivo general de los proyectos es demostrar la viabilidad técnica de un ordenador cuántico sobre la base de espines de los electrones. Los ordenadores cuánticos son teóricamente capaces de cálculos mucho más eficientes que los de silicio en los quese basan las actuales computadoras. Sin embargo, los materiales necesarios que harían que los ordenadores cuánticos fueran adecuados para el uso diario aún no se han inventado.
Para sus experimentos, el equipo del proyecto en que trabajan Kühnle y Harneit está utilizando fullerenos especiales, de moléculas de carbono con átomos de nitrógeno cerrados, con forma de balones de fútbol. El espín del electrón de este átomo de nitrógeno actúa como un qubit, el equivalente cuántico del bit de un ordenador clásico basado en el silicio. Para leer estos qubits, los científicos tienen que insertar los fullerenos en las vacantes de nitrógeno del diamante , es decir, centros de defectos puntuales en la estructura del diamante, que pueden ser escaneados de forma óptica. Fue Wolfgang Harneit quien tuvo la idea de usar los fullerenos como qubits, y quien estableció los conceptos originales en 2002.
En el primer proyecto, los investigadores confirmaron que los resultados de los cálculos cuánticos utilizando fullerenos se pueden leer con ayuda de los centros de vacantes de nitrógeno en los diamantes. Sin embargo, como los fullerenos no se pudieron configurar apropiadamente en los diamantes, no fue posible realizar cálculos coherentes. En el segundo proyecto, los investigadores planean unir los fullerenos a nanotubos de carbono y luego insertarlos en diamantes. La configuración resultante debería hacer posible realizar cálculos cuánticos complejos inteligibles.
«Estamos trabajando en los ordenadores cuánticos, que son escalables porque estamos en los límites de la tecnología del silicio», dice Angelika Kühnle. «Una computadora cuántica es un tipo completamente revolucionario de computación y una implementación exitosa tendría capacidad impresionante». El proyecto actual se titula «Spin quantum computing based on endohedral fullerenes with integrated single-spin read-out via nitrogen vacancy centers in diamond«. Estará patrocinado por la Fundación Volkswagen «Integration of Molecular Components in Functional Macroscopic Systems» , al igual que su predecesor.
La investigación de Angelika Kühnle la hace una importante contribución a Molecularly Controlled Non-Equilibrium (MCNE) Cluster of Excellence en JGU, que actualmente está compitiendo en la ronda final de la Iniciativa de Excelencia Federal de Alemania.
Fuente: EurekAlert!
Físicos logran récord de distancia para teletransporte
La habilidad de teletransportar fotones a través de 100 kilómetros de espacio libre abre el camino para las comunicaciones por satélite cuánticas mediante satélites.
La teleportación es la extraordinaria capacidad de transferir objetos de un lugar a otro sin tener que viajar a través del espacio intermedio. La idea no es que el objeto material es transportado, sino la información que lo describe. Esto puede ser aplicado a un objeto similar en una nueva ubicación que efectivamente toma la nueva identidad.
Y no es en los medios de cienciaficción. Los físicos han teletransportado fotones desde el año 1997 y la técnica es ahora estándar en los laboratorios de óptica en todo el mundo.
El fenómeno que hace que esto sea posible es conocido como entrelazamiento cuántico, el vínculo profundo y misterioso que se produce cuando dos objetos cuánticos comparten la misma existencia y, sin embargo están separados en el espacio.
La teleportación resulta ser de gran utilidad. Dado que la información teletransportada no viaja a través del espacio intermedio, no puede acceder a ella en secreto un espía.
Por esa razón, la teletransportación es la tecnología que permite detrás de la criptografía cuántica, una forma de enviar la información de forma cercana al secreto perfecto.
Por desgracia, los fotones entrelazados son objetos frágiles. No pueden viajar más allá de un kilómetro más o menos en fibras ópticas porque los fotones terminan interactuando con el vidrio que rompe el entrelazamiento. Esto limita seriamente la utilidad de la criptografía cuántica.
Sin embargo, los físicos han tenido más éxito con fotones teletransportados a través de la atmósfera. En 2010, un equipo chino anunció que había teletransportado fotones individuales a una distancia de 16 kilómetros.Práctico pero no exactamente estremecedor.
Ahora el mismo equipo dice que ha batido este récord. J. Yin de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Shanghai, y otros compañeros afirman que han teletransportado fotones entrelazados a una distancia de 97 kilómetros a través de un lago en China.
Eso es una hazaña impresionante por varias razones. El truco que han perfeccionado es encontrar una manera de utilizar un láser de 1.3 vatios, y unas ópticas de lujo para transmitir la luz y recibirla.
Inevitablemente, los fotones se pierden y el entrelazamiento se destruye en ese proceso. Las imperfecciones en la óptica y la turbulencia del aire son causa de algunas de estas pérdidas, pero el mayor problema es la ampliación del haz (hicieron el experimento a una altitud de unos 4000 metros). Puesto que el haz se propaga, a medida que viaja, muchos de los fotones simplemente pierden el objetivo por completo.
Así que el avance más importante que han hecho es desarrollar un mecanismo de dirección mediante un láser de guía que mantiene la precisión del haz en el blanco. Como resultado, fueron capaces de teletransportar más de 1100 fotones en cuatro horas a una distancia de 97 kilómetros.
Así que tienen claramente la vista puesta en la posibilidad de un satélite con criptografía cuántica, que proporcionaría ultra-comunicaciones seguras en todo el mundo. Eso está en marcado contraste con los pocos kilómetros que son posibles con equipos comerciales de criptografía cuántica.
Por supuesto, las tasas de transmisión de datos probablemente serán lenta y la rápida aparición de tecnología de repetidores cuánticos lograrán extender el alcance de la base en tierra de la criptografía cuántica a fin de poder llegar a todo el mundo, al menos en principio.
Sin embargo, una idea, basada en satélites del sistema de seguridad puede ser una pieza útil del equipo para tener en el techo de una embajada o distribuidos entre las fuerzas armadas.
Fuente: technology review
Aislantes topológicos para dispositivos electrónicos cuánticos
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Duke ha creado una «lista maestra de ingredientes», que describe las propiedades de más de 2000 compuestos que pueden ser combinados para crear la próxima generación de dispositivos de electrónica cuántica.
El objetivo son aislantes topológicos (TI), hecho por el hombre, cristales que son capaces de conducir la corriente eléctrica en sus superficies, mientras que actúan como aislantes en todo el interior del cristal. El descubrimiento de TI ha sido de gran interés para los científicos, pero debido a la falta de un plan racional para la creación de ellos, los investigadores han tenido que depender de los enfoques de ensayo y error, con un éxito limitado hasta la fecha.
Debido a sus propiedades únicas, los IT pueden ser creados de forma que conducen la electricidad de manera más eficiente y al mismo tiempo son mucho menores que los cables o dispositivo convencionaless. Son candidatos ideales para convertirse en dispositivos de electrónica cuántica, afirmaron los investigadores de Duke.
La «clave» desarrollado por los investigadores de Duke es una formulación matemática que abre los datos almacenados en una base de datos de los posibles ingredientes de TI. Se proporcionan recetas específicas para la búsqueda de TI con las propiedades deseadas.
En noviembre, Stefano Curtarolo, profesor de mechanical engineering and materials sciences and physics en Duke’s Pratt School of Engineering y fundador de the Duke’s Center for Materials Genomics, y sus colegas informaron de la creación de un repositorio de genoma de materiales que permite a los científicos dejar de usar la prueba y error como método en la búsqueda de aleaciones eficientes.
El proyecto desarrollado por los ingenieros de Duke cubre miles de compuestos, y proporciona recetas detalladas para la creación de las combinaciones más eficientes para un fin determinado, al igual que los colores diferentes de pinturas en las tiendas para la mezcla de pintura para lograr el resultado deseado. El proyecto es la piedra angular del Duke’s Center for Materials Genomics.
«Aunque es extremadamente útil e importante, una base de datos es intrínsecamente un depósito de estériles de la información, sin alma y sin vida. Tenemos que encontrar los materiales de los ‘genes'», dijo Curtarolo.»Hemos desarrollado lo que llamamos el ‘descriptor topológico,» que cuando se aplica a la base de datos puede proporcionar las instrucciones para la producción de cristales con las propiedades deseadas. »
Durante el desarrollo de la clave de esta base de datos, el equipo también descubrió una nueva clase de sistemas que no hayan podido preverse sin esa «genética» enfoque.
La investigación de Duke se publica en línea en la revista Nature Materials.El trabajo fue apoyado por Office of Navy Research and the National Science Foundation.
El nuevo descriptor desarrollado por el equipo de la Duke, básicamente, puede determinar el estado de cualquier combinación específica de los elementos objeto de la investigación. En un extremo del espectro, Curtarolo explicó, es «frágil».
«Podemos descartar las combinaciones porque, ¿de qué sirve un nuevo tipo de cristal, si sería muy difícil de cultivar, o si se cultiva, no iba a sobrevivir probable?» Curtarolo dijo. Un segundo grupo de combinaciones sería un grupo intermedio denominado «factible».
Pero lo que excita a la mayoría son las combinaciones que resultan ser «robusta». Estos cristales son estables y pueden ser fácilmente producidos de manera eficiente. Igual de importante, estos cristales se pueden cultivar en diferentes direcciones, lo que les da la ventaja de las propiedades eléctricas a medida por los procesos de crecimiento simples.
Fente: PHYSORG
Luz obtenida del vacío soporta la mecánica cuántica
El principio de la mecánica cuántica que dice que en el vacío no está vacío el espacio, sino lleno de partículas que fluctúan dentro y fuera de su existencia, se ha observado por primera vez en forma de fotones que se alentaban a salir de este estado virtual y ser capturados como la luz medible .
El principio, de 40 años de edad, conocido como el efecto Casimir dinámico (DCE), afirma que si se permite que los fotones virtuales reboten en un espejo que se mueva a velocidades cercanas a la luz, se convierten en fotones reales. Científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers han logrado este efecto – con algunas modificaciones en el método. En lugar de variar la distancia física a un espejo, los científicos alteraron la distancia eléctrica a un circuito eléctrico que actúa como un espejo para microondas.
El «espejo» consiste en un componente de electrónica cuántica llamado SQUID (dispositivo superconductor de interferencia cuántica), que es extremadamente sensible a los campos magnéticos. Al cambiar la dirección del campo magnético varios billones de veces por segundo, los científicos hicieron al espejo vibrar a una velocidad de hasta el 25 por ciento de la velocidad de la luz. Mediante la transferencia de parte de su energía cinética a los fotones virtuales, el espejo les ayuda a materializarse.
Esto dio lugar a fotones que aparecen como pares dentro del vacío, y los pares se midieron en forma de radiación de microondas. Los científicos fueron capaces de establecer que la radiación tenía las mismas propiedades que predice la teoría cuántica para los fotones que se presentan en pares de esta manera. Los fotones aparecieron debido a que como carecen de masa requieren muy poca energía para ser excitados de su estado virtual. Esta observación también podría, en principio, crear otras partículas del vacío, incluyendo protones y electrones, pero requeriría más energía para hacerlo.
Mientras que los científicos piensan que los fotones pueden ser de utilidad para la información cuántica y el desarrollo de ordenadores cuánticos, el principal valor de la experiencia es que aumenta su comprensión de los conceptos físicos básicos, tales como las fluctuaciones del vacío. Estas fluctuaciones, dijeron, puede tener una conexión con la energía oscura, que impulsa la expansión acelerada del universo.
«Detrás del propio DCE, está una de las primeras demostraciones experimentales de la dinámica del campo electromagnético no adiabático (muy rápido), que es un campo potencialmente más amplio y general, lo que podría encontrar algunas aplicaciones», dijo Christopher Wilson, un científico de Chalmers .
«Los efectos de DCE y relacionados también son relevantes para la comprensión de algunos de los efectos en la cosmología de los inicios del universo, los agujeros negros, etc. Esto podría señalar el camino para algunos de los experimentos que pueden simular estos sistemas más exóticos. »
El trabajo apareció en la revista Nature
¿Cómo la física cuántica podría hacer ‘The Matrix’ más eficiente?
Las simulaciones cuánticas necesitan almacenar menos información para predecir el futuro que las simulaciones clásicas. El hallazgo se aplica a fenómenos descritos por procesos estocásticos.
Los investigadores han descubierto una nueva forma en la que las computadoras basadas en la física cuántica podrían superar el rendimiento de los ordenadores clásicos. El trabajo, realizado por investigadores con sede en Singapur y el Reino Unido, implica que una simulación de la realidad tipo Matrix, requiere menos memoria en una computadora cuántica que en un ordenador clásico. También alude a una forma de investigar si una teoría más profunda se encuentra por debajo de la teoría cuántica. El hallazgo se publicó el 27 de marzo en Nature Communications.
El hallazgo surge de la consideración fundamental de la cantidad de información que se necesita para predecir el futuro. Milla Gu, Elisabeth Rieper y Vedral Vlatko en el Centro de Quantum Technologies en la Univesidad Nacional de Singapur, con Karoline Wiesner de la Universidad de Bristol, Reino Unido, consideran la simulación de procesos de tipo «estocástico», donde hay varios resultados posibles a un determinado procedimiento, cada uno ocurre con una probabilidad calculable. Muchos de los fenómenos, desde los movimientos del mercado de valores a la difusión de los gases, se pueden modelar como procesos estocásticos.
Los detalles de cómo simular estos procesos dan lugar a una gran cantidad de investigadores ocupados. La cantidad mínima de información necesaria para simular un proceso estocástico dado es un tema importante de estudio en el campo de la teoría de la complejidad, que se conoce en la literatura científica como la complejidad estadística.
Los investigadores saben cómo calcular la cantidad de información transferida por sí en cualquier proceso estocástico. En teoría, esto establece la cantidad mínima de información necesaria para simular el proceso. En realidad, sin embargo, las simulaciones clásicas de los procesos estocásticos requieren más espacio de almacenamiento que esto.
Gu, Wiesner, Rieper y Vedral, quien también está afiliado a la Universidad de Oxford, Reino Unido, mostró que los simuladores cuánticos necesitan almacenar menos información que los simuladores clásicos óptimos. Eso es porque las simulaciones cuánticas pueden codificar la información acerca de las probabilidades en una «superposición», donde un bit cuántico de información puede representar más de un bit clásico.
Lo que sorprendió a los investigadores es que las simulaciones cuánticas todavía no son tan eficientes como podrían ser: todavía tienen que almacenar más información que el proceso parece necesitar. Eso sugiere que la teoría cuántica aún no puede ser optimizada. «Lo que es fascinante para nosotros es que todavía hay una brecha. Te hace pensar, tal vez esta es una manera de pensar acerca de una teoría más allá de la física cuántica», dice Vedral.
Fuente: «Quantum mechanics can reduce the complexity of classical models» Nature Communications, 3, 762 (2012).http://www.nature. … mms1761.html
Preprint en: arXiv:1102.1994 http://arxiv.org/abs/1102.1994
En Yale, la computación (qu)cuántica está un poco más cerca de la realidad
Físicos de la Universidad de Yale (EE.UU.) han dado un paso importante en el desarrollo de la computación cuántica, una nueva frontera en la informática que promete procesamiento exponencialmente más rápido de la información de las computadoras más sofisticadas de hoy en día.
En una investigación publicada en línea este mes en la revista Nature, físicos de Yale demostraron la forma más básica de corrección cuántica de errores – una forma de compensar la susceptibilidad intrínseca a los errores en la computación cuántico. El desarrollo de la tecnología para corregir estos errores sobre la marcha es un paso necesario para la plena realización de los ordenadores cuánticos.
«Sin la corrección de errores, no se puede hacer un ordenador cuántico que tenga un aumento exponencial de aceleración», dijo Matthew Reed, un doctorado de quinto año estudiante de física en la Universidad de Yale que es el autor principal del artículo. «Los pequeños errores de otro modo inexorablemente se acumulan y hacen que el cómputo fracasase.»
Los ordenadores cuánticos utilizan bits cuánticos («qubits») para representar la información. Estos qubits puede tomar muchas formas, tales como iones o moléculas atrapadas. En Yale, los investigadores hicieron sus qubits de átomos «artificiales» utilizando circuitos superconductores. Cualquier qubit debe ser capaz de llevar a cabo cualquiera de los dos estados, «0» ó «1», o ambos estados simultáneamente. Para los ordenadores cuánticos trabajen bien hay que reconocer e interpretar estos estados qubit. Sin embargo, los qubits son propensos a los cambios accidentales de estado es decir, errores de interpretación, siendo factores de confusión.
Por primera vez, el equipo de Yale ha demostrado corrección cuántica de errores en un sistema de estado sólido, un dispositivo electrónico análogo a un chip de ordenador. El equipo desarrolló una técnica para identificar el estado original de un qubit, la detección de cambios y revertirlos cuando sea necesario.
«Este resultado, combinado con los avances recientes de nuestro laboratorio y otros hacia la fabricación de qubits más coherente, muestra que los circuitos superconductores, el sistema que se estudia aquí en la Universidad de Yale, a la larga puede ser una plataforma bajo la que esté construido un ordenador cuántico», dijo Robert Schoelkopf, el líder del grupo de investigación.
Investigadores de Yale, algunos involucrados en el avance más reciente, han desarrollado previamente el primer procesador cuántico rudimentario en estado sólido, un dispositivo que se ve y se siente como un microprocesador convencional.
Otros autores del estudio son L. DiCarlo de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, y Nigg SE, Sun L., L. y SM Frunzio Girvin, toda la Universidad de Yale.
Físicos descubren la velocidad cuántica límite, de interés en computación cuántica
La velocidad de la luz es el límite de velocidad cósmica, de acuerdo con los experimentos físicos. No hay información que se pueda llevar a una tasa mayor, no importa qué método se utilice. Sin embargo, un límite de velocidad similar parece existir dentro de los materiales, donde las interacciones entre partículas son por lo general de muy corto alcance y el movimiento es mucho menor que la velocidad de la luz. Un nuevo conjunto de experimentos y simulaciones por Marc Cheneau y sus colegas han identificado esta velocidad máxima, que tiene implicaciones para el entrelazamiento cuántico y los cálculos cuánticos.
En los sistemas no relativistas, donde las velocidades de las partículas es mucho menor que la velocidad de la luz, las interacciones todavía ocurren muy rápidamente, y a menudo implican gran cantidad de partículas. Como resultado, la medición de la velocidad de las interacciones dentro de los materiales ha sido difícil. El límite de velocidad teórica es fijado por el límite de Lieb-Robinson, que describe cómo un cambio en una parte de un sistema se propaga a través del resto del material. En este nuevo estudio, el límite Lieb-Robinson se cuantificó experimentalmente por primera vez, con un verdadero gas cuántico.
Dentro de una red (como un sólido cristalino), una partícula interactúa principalmente con sus vecinas más cercanas. Por ejemplo, el espín de un electrón en un material magnéticamente sensible depende principalmente de la orientación de los espines de sus vecinos a cada lado. Voltear el espín de un electrón afectará a los electrones más cercanos a él.
Pero el efecto también se propaga a través del resto del material – otros espines se pueden voltear, o experimentar un cambio en la energía provocado por el comportamiento del electrón original. Estas interacciones de largo alcance pueden ser impulsadas por efectos externos, como vibraciones de la red. Pero es posible que en los sistemas fríos, las vibraciones de la red mueren cerca del cero absoluto.
En el experimento descrito en la revista Nature, los investigadores comienzan con un simple gas cuántico unidimensional compuesto de átomos en una red óptica. Este tipo de trampa está hecha por el cruce de rayos láser para que interfieran y creen un patrón de onda, mediante el ajuste de la potencia de los láseres, la trampa se puede hacer más o menos profunda. Las redes ópticas son mucho más simples que las redes cristalinas, los átomos no están involucrados en los enlaces químicos.
Por el rápido aumento de la profundidad de la red óptica, los investigadores crearon lo que se conoce como el sistema se apaga. Usted puede pensar en esto como algo análogo a sumergir un trozo de metal forjado en caliente en el agua para que se enfríe rápidamente. Antes del cambio, los átomos están en equilibrio, después del cambio, están muy excitados.
Como en muchos otros sistemas de interacción fuerte, estas excitaciones toman la forma de cuasi-partículas que pueden viajar a través de la red. Las cuasipartículas vecinas comienzan con sus estados cuánticos entrelazados, pero rápidamente se propagan en direcciones opuestas por la red. Al igual que en todos los sistemas entrelazados, los estados de las cuasi-partículas permanecen correlacionadas incluso cuando la distancia entre ellas crece. Al medir la distancia entre las excitaciones como una función del tiempo, la velocidad real de propagación de la cuasi-partículas «se pueden medir. El valor de la medida, es más del doble de la velocidad del sonido en el sistema.
Los puntos específicos de a red utilizados en el experimento hacen que sea difícil hacer comparaciones directas con la teoría, por lo que los investigadores sólo pueden utilizar una serie de principios del primer modelo numérico (en comparación con un cálculo teórico detallado). Por decirlo de otra manera, la velocidad que se mide en la actualidad no se puede derivar directamente de la física cuántica fundamental.
Es difícil generalizar estos resultados. Los sistemas con otras propiedades físicas tendrán distintas velocidades máximas, al igual que la luz se mueve a diferentes velocidades según el medio, los investigadores encontraron que las cosas cambiaron, incluso dentro de una simple Los puntos fuertes específicos de red utilizados en el experimento de hacer que sea difícil hacer comparaciones directas con la teoría, por lo que los investigadores sólo pueden utilizar una serie de principios del primer modelo numérico (en comparación con un cálculo teórico detallado). Por decirlo de otra manera, la velocidad se mide en la actualidad no se puede derivar directamente de la física cuántica fundamental.
Es difícil generalizar estos resultados también. Los sistemas con otras propiedades físicas tendrá distintas velocidades máximas, al igual que la luz se mueve a diferentes velocidades según el medio, los investigadores encontraron que las cosas cambiaron, incluso dentro de un simple Los puntos fuertes específicos de red utilizados en el experimento de hacer que sea difícil hacer comparaciones directas con la teoría, por lo que los investigadores sólo pueden utilizar una serie de principios del primer modelo numérico (en comparación con un cálculo teórico detallado). Por decirlo de otra manera, la velocidad se mide en la actualidad no se puede derivar directamente de la física cuántica fundamental.
Es difícil generalizar estos resultados también. Los sistemas con otras propiedades físicas tendrá distintas velocidades máximas, al igual que la luz se mueve a diferentes velocidades según el medio, los investigadores encontraron que las cosas cambiaron, incluso dentro de un simple red unidimensional cada vez que varía la fuerza de interacción entre los átomos.
Sin embargo, muestra que las excitaciones deben tener una velocidad máxima constante, que es un resultado innovador. Al igual que con la relatividad, este límite de velocidad crea una especie de «cono de luz» que separa las regiones donde las interacciones pueden ocurrir y donde están prohibidas. Esto tiene profundas implicaciones para el estudio del entrelazamiento cuántico, y por lo tanto la mayoría de las formas de la computación cuántica.
Fuente: “Light-cone-like spreading of correlations in a quantum many-body system.” By Marc Cheneau, Peter Barmettler, Dario Poletti, Manuel Endres, Peter Schauß, Takeshi Fukuhara, Christian Gross, Immanuel Bloch, Corinna Kollath and Stefan Kuhr. Nature, Vol. 481, Pgs. 484–487. Published online Jan. 25, 2012. DOI: 10.1038/nature10748.
Imágen: HERALDO
autobus las palmas aeropuerto cetona de frambuesa