Horoscopo
El «interruptor de palanca» del NIST y el futuro de la computación cuántica
Los científicos del NIST han introducido un dispositivo de «interruptor de palanca» para computadoras cuánticas que ajusta las conexiones entre los qubits y un resonador de lectura. El dispositivo supera desafíos como el ruido y las limitaciones de reprogramación, allanando el camino para una computación cuántica más flexible y precisa.
El nuevo dispositivo podría conducir a procesadores cuánticos más versátiles con resultados más limpios.
¿De qué sirve una computadora poderosa si no puede leer su salida? ¿O reprogramarlo fácilmente para hacer diferentes trabajos? Las personas que diseñan computadoras cuánticas enfrentan estos desafíos, y un nuevo dispositivo podría facilitar su solución.
Presentado por un equipo de científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), el dispositivo consta de dos bits cuánticos superconductores, o qubits, que son el análogo de una computadora cuántica a los bits lógicos del chip de procesamiento de una computadora clásica. El corazón de esta nueva estrategia es un dispositivo de «interruptor de palanca» que conecta los qubits a un circuito llamado «resonador de lectura» que puede leer la salida de los cálculos de los qubits.
El mecanismo del interruptor de palanca
Este interruptor de palanca se puede cambiar a diferentes estados para ajustar la fuerza de las conexiones entre los qubits y el resonador de lectura. Cuando está deshabilitado, los tres elementos están aislados entre sí. Cuando se enciende el interruptor para conectar los dos qubits, pueden interactuar y realizar cálculos. Una vez que se completan los cálculos, el interruptor de palanca puede conectar uno de los qubits y el resonador de lectura para recuperar los resultados.
Tener un interruptor de palanca programable contribuye en gran medida a reducir el ruido, un problema común en los circuitos de computación cuántica que dificulta que los cúbits realicen cálculos y muestren claramente sus resultados.
Esta foto muestra el área de trabajo central del dispositivo. En la parte inferior, los tres grandes rectángulos (azul claro) representan los dos bits cuánticos, o qubits, a derecha e izquierda y el resonador en el centro. En la sección superior ampliada, el paso de las microondas a través de la antena (gran rectángulo azul oscuro en la parte inferior) induce un campo magnético en el bucle SQUID (pequeño cuadrado blanco en el centro, cuyos lados miden unos 20 micrómetros). El campo magnético activa el interruptor de palanca. La frecuencia y la amplitud de las microondas determinan la posición del interruptor y la fuerza de la conexión entre los qubits y el resonador. Crédito: R. Simmonds/NIST
Rendimiento y fidelidad mejorados
«El objetivo es mantener contentos a los qubits para que puedan calcular sin distracciones, y aún así poder leerlos cuando queramos», dijo Ray Simmonds, físico del NIST y uno de los autores del artículo. . «Esta arquitectura de dispositivo ayuda a proteger los qubits y promete mejorar nuestra capacidad para realizar las mediciones de alta fidelidad necesarias para construir procesadores de información cuántica a partir de qubits».
El equipo, que también incluye científicos de la Universidad de Massachusetts Lowell, la Universidad de Colorado en Boulder y Raytheon BBN Technologies, describe sus hallazgos en un artículo publicado recientemente en la revista Física Natural.
Computación cuántica: estado actual y desafíos
Las computadoras cuánticas, que aún se encuentran en una etapa incipiente de desarrollo, explotarían las extrañas propiedades de la mecánica cuántica para realizar tareas que incluso nuestras computadoras clásicas más poderosas encuentran intratables, como ayudar en el desarrollo de nuevos medicamentos mediante la realización de simulaciones sofisticadas de interacciones químicas. . .
Sin embargo, los diseñadores de computadoras cuánticas todavía enfrentan muchos problemas. Uno de ellos es que los circuitos cuánticos son empujados por ruido externo o incluso interno, que proviene de fallas en los materiales utilizados para fabricar computadoras. Este ruido es esencialmente un comportamiento aleatorio que puede crear errores en los cálculos de qubit.
El problema del ruido en la computación cuántica
Los qubits actuales son inherentemente ruidosos, pero ese no es el único problema. Muchos diseños de computadoras cuánticas tienen lo que se llama una arquitectura estática, donde cada qubit en el procesador está físicamente conectado a sus vecinos y su resonador de lectura. El cableado fabricado que conecta los qubits entre sí y con su reproducción puede exponerlos a aún más ruido.
Estas arquitecturas estáticas tienen otro inconveniente: no se pueden reprogramar fácilmente. Los qubits en una arquitectura estática podrían realizar algunas tareas relacionadas, pero para que la computadora pueda realizar una gama más amplia de tareas, tendría que intercambiar un diseño de procesador diferente con una organización o diseño de qubit diferente. (Imagínese cambiar el chip de su computadora portátil cada vez que necesite usar un software diferente, luego considere mantener el chip un poco por encima cero absolutoy entiendes por qué podría ser un inconveniente.)
La solución de interruptor de palanca programable
El interruptor de palanca programable del equipo evita ambos problemas. En primer lugar, evita que el ruido del circuito se filtre en el sistema a través del resonador de lectura y evita que los qubits tengan una conversación entre sí cuando se supone que deben estar en silencio.
«Esto reduce una fuente clave de ruido en una computadora cuántica», dijo Simmonds.
En segundo lugar, la apertura y el cierre de los interruptores entre los elementos se controla mediante un tren de pulsos de microondas enviados de forma remota, en lugar de las conexiones físicas de una arquitectura estática. La integración de más de estos interruptores de palanca podría formar la base de una computadora cuántica programable más fácilmente. Los pulsos de microondas también pueden establecer el orden y la secuencia de las operaciones lógicas, lo que significa que un chip construido con muchos de los interruptores de palanca del equipo podría encargarse de realizar cualquier cantidad de tareas.
«Hace que el chip sea programable», dijo Simmonds. «En lugar de tener una arquitectura completamente fija en el chip, puede realizar cambios a través del software».
Beneficios adicionales y direcciones futuras
Una ventaja final es que el interruptor de palanca también puede permitir la medición de ambos qubits al mismo tiempo. Esta capacidad de pedir a los dos qubits que se revelen como pareja es importante para rastrear errores de cálculo cuánticos.
Los qubits de esta demostración, así como el interruptor de palanca y el circuito de lectura, estaban hechos de componentes superconductores que conducen la electricidad sin resistencia y deben operar a temperaturas muy bajas. El interruptor de palanca en sí está hecho de un dispositivo de interferencia cuántica superconductor, o «SQUID», que es muy sensible a los campos magnéticos que pasan a través de su bucle. Conducir una corriente de microondas a través de un bucle de antena cercano puede inducir interacciones entre los qubits y el resonador de lectura cuando sea necesario.
En este punto, el equipo solo ha estado trabajando con dos qubits y un solo resonador de lectura, pero Simmonds dijo que están preparando un diseño con tres qubits y un resonador de lectura, y también planea agregar más qubits y resonadores. La investigación adicional podría ofrecer información sobre cómo encadenar muchos de estos dispositivos, lo que podría proporcionar una forma de construir una poderosa computadora cuántica con suficientes qubits para resolver los tipos de problemas que, por ahora, son insuperables.
Referencia: «Fuertes cambios dispersivos paramétricos en un sistema QED de cavidad de dos qubits desacoplados estáticamente» por T. Noh, Z. Xiao, XY Jin, K. Cicak, E. Doucet, J. Aumentado, LCG Govia, L. Ranzani, A Kamal y RW Simmonds, 26 de junio de 2023, Física Natural.
DOI: 10.1038/s41567-023-02107-2
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Horoscopo
SpaceX alcanza los 6.000 satélites Starlink en órbita tras el lanzamiento del Falcon 9 desde Cabo Cañaveral – Spaceflight Now
SpaceX lanzó un lote de 23 satélites Starlink en su cohete Falcon 9 desde la estación espacial de Cabo Cañaveral. La misión eleva el número total de satélites Starlink a 6.000 satélites en órbita. de acuerdo a según cifras publicadas el domingo por el astrónomo y experto en seguimiento orbital Jonathan McDowell.
El despegue de la misión Starlink 6-58 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 tuvo lugar a las 8:53 p.m.EDT (00:53 UTC). Este fue el lanzamiento número 34 de Starlink dedicado de SpaceX en 2024.
El propulsor de primera etapa Falcon 9 que respalda esta misión, el B1073 de la flota SpaceX, completó su decimoquinto vuelo. Entre sus misiones anteriores, B1073 lanzó el módulo de aterrizaje lunar HAKUTO-R de ispace, la misión número 27 de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-27) de SpaceX y el vuelo compartido Bandwagon-1.
Poco más de ocho minutos después del despegue, B1073 aterrizó en el dron SpaceX, “A Shortfall of Gravitas”. Este fue el aterrizaje de refuerzo número 69 para ASOG y el aterrizaje de refuerzo número 307 para SpaceX hasta la fecha.
La misión tuvo lugar durante un fin de semana de actividad solar histórica que trajo auroras hasta el sur de Florida. El viernes, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) señaló que las sondas de la NOAA habían observado al menos cinco eyecciones de masa coronal. Centro de predicción del clima espacial en este punto.
El domingo por la mañana, el SWPC dijo que una «vigilancia G4 o superior» seguía vigente para el 12 de mayo, señalando que «es posible que vuelvan a ocurrir tormentas geomagnéticas de severas a extremas más tarde hoy».
En una publicación en su sitio de redes sociales X (anteriormente Twitter), Elon Musk dijo que SpaceX está monitoreando de cerca el impacto de las tormentas solares en la constelación Starlink.
Actualmente se está produciendo una gran tormenta solar geomagnética. El más grande en mucho tiempo. Los satélites Starlink están bajo mucha presión, pero hasta ahora se mantienen firmes. pic.twitter.com/TrEv5Acli2
– Elon Musk (@elonmusk) 11 de mayo de 2024
Vuelo de la nave espacial 4
La actividad de lanzamiento en Florida también se produce cuando SpaceX se acerca a la cuarta prueba de vuelo integrada de su cohete Starship en el sur de Texas. El Super Heavy Booster (Booster 11) se encuentra actualmente en el Orbital Launch Rack (OLM) y la etapa superior del Barco 29 se preparó para su apilamiento el domingo por la tarde.
Musk dijo en otra publicación que esperaba que IFT-4 estuviera «probablemente dentro de tres a cinco semanas», lo que situaría la misión en la primera quincena de junio.
Mientras la compañía espera la aprobación de la Administración Federal de Aviación (FAA) para el próximo lanzamiento de Starship, la FAA también publicó información que indica que llevará a cabo una evaluación ambiental con respecto a los lanzamientos de Starship en el Complejo de Lanzamiento 39A (LC -39A) del Centro Espacial Kennedy de la NASA.
Están previstas dos reuniones de análisis de alcance en persona para el 12 y 13 de junio en Cabo Cañaveral y Merritt Island, respectivamente, para permitir que el público brinde comentarios sobre la propuesta. Está prevista una reunión virtual para el 17 de junio.
Si bien se completó una evaluación ambiental final para Starship en septiembre de 2019, la FAA declaró que «SpaceX no ha presentado una solicitud para una licencia de operador de vehículos para operaciones de lanzamiento de Starship-Super Heavy al LC-39A después de completar la EA de 2019; por lo tanto, la FAA no ha tomado medidas federales para adoptar el EA/FONSI de la NASA (hallazgo sin impacto significativo).
La agencia dijo que SpaceX ahora proponer nueva infraestructura de lanzamiento que no formó parte de EA 2019 y apunta a realizar hasta 44 lanzamientos por año. SpaceX también realizaría aterrizajes de propulsores Super Heavy y Starship en el LC-39A o drones para misiones reutilizables o los desecharía en el océano para misiones prescindibles.
El propulsor Super Heavy del vuelo 4 se transfiere a la plataforma Starbase pic.twitter.com/jtDIvIXhOr
– EspacioX (@SpaceX) 11 de mayo de 2024
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Los científicos llevan mucho tiempo buscando “gooballs”, que son estados ligados del mundo subatómico. gluón partículas solas, sin ningún quarks implícito. Ahora puede que acabemos de encontrarlos, escondidos en un experimento con un acelerador de partículas.
Esto promete ser un avance extremadamente significativo en física, pero para beneficio de todos los que no tienen un doctorado en este campo, comenzaremos por el principio. La función principal de los gluones es mantener los quarks en su lugar y mantener estables los átomos; los quarks son los componentes básicos de los protones y neutrones.
Este papel hace que el gluón forme parte de la fuerza nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza que mantienen unidas las leyes de la física, junto con la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil.
Espero que sigas con nosotros hasta ahora. Hasta ahora, las bolas de pegamento han sido sólo proposiciones teóricas que los físicos creen que deberían existir (porque los gluones deberían poder adherirse entre sí) y no algo que realmente se haya observado.
Los gluones individuales no contienen materia, simplemente transportan fuerza, pero las bolas de pegamento tienen una masa creada por las interacciones de los gluones. Si podemos detectarlos, será otra indicación de que nuestra comprensión actual de cómo funciona el Universo, también conocida como Modelo estándar de física de partículasDe hecho tiene razón.
Y así las experiencias en Colisionador de electrones y positrones II de Beijing en China. El colisionador se utilizó para aplastar mesones, que son partículas formadas por un quark y un antiquark unidas por la poderosa fuerza nuclear.
Al examinar los desechos subatómicos de estas sesiones de trituración de partículas (y estamos hablando de una década de datos que involucran unos 10 mil millones de muestras), los investigadores pudieron ver evidencia de partículas con una masa promedio de 2.395 MeV/c.2. Esta es la masa que deben tener las bolas de pegamento.
La partícula en cuestión se llama X(2370), y aunque algunos de los otros cálculos involucrados no son exactamente lo que buscaban los investigadores, no están muy lejos. Se necesitarán más mediciones y observaciones para obtener una respuesta definitiva.
Así que esto todavía no es prueba de la existencia de bolas gooball, pero la evidencia está empezando a acumularse. En 2015, los científicos también creyeron haber visto bolas gooball. En poco tiempo, otra partícula podría pasar de lo teórico a lo real.
Gran parte de esta investigación científica es posible gracias a los continuos avances en técnicas matemáticas y capacidades informáticas, necesarias para calcular la gran cantidad de posibles interacciones y desarrollos únicos que podrían surgir de una bola de sustancia viscosa.
Además, por supuesto, ahora tenemos el equipo y los instrumentos para observar el funcionamiento más fundamental del mundo natural y producir los miles de millones de estados de partículas necesarios para detectar algo tan raro y exótico como una bola de pegamento.
La investigación fue publicada en Cartas de examen físico.
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Tormenta geomagnética “extrema” golpea la Tierra
Una tormenta solar inusualmente fuerte que golpee la Tierra podría producir auroras boreales en todo Estados Unidos y potencialmente interrumpir el suministro eléctrico y las comunicaciones este fin de semana.
NUEVA YORK – Es posible que Nueva York pierda la oportunidad de ver la aurora boreal (no gracias a un pronóstico nublado), pero la tormenta solar inusualmente grande que golpea la Tierra podría producir otro espectáculo visual para los neoyorquinos.
¡Es hora de desempolvar esos eclipses! Mientras el sol brilla en este día de primavera relativamente despejado, las llamaradas de manchas solares pueden ser visibles cuando el sol arroja plasma hacia nosotros.
El Observatorio de Dinámica Solar de la NASA capturó estas imágenes de las erupciones solares, como lo muestran los destellos brillantes en la imagen de la izquierda (erupción del 8 de mayo) y en la imagen de la derecha (erupción del 7 de mayo). La imagen muestra un subconjunto de luz ultravioleta extrema que resalta la e
“Algunos fenómenos solares se manifiestan con espectaculares espectáculos de luces, mientras que otros son menos visibles, lo que recompensa a los observadores cuidadosos que están en el lugar correcto en el momento correcto”, según NASA.
De hecho, las manchas solares o “pecas” pueden ser visibles en días despejados. Si son lo suficientemente grandes, parecen pequeños puntos en la cara del sol.
Una vista de una actividad inusual del Sol ha creado una mancha solar, responsable de una geotormenta G4 en la Tierra. La última vez que ocurrió esta magnitud fue hace 20 años en Jerusalén, el 11 de mayo de 2024. (Foto de Mostafa Alkharouf/Anadolu vía Getty Images)
Recuerda: ¡nunca mires directamente al sol sin protección!
Una mujer observa el eclipse solar total con gafas para eclipses solares en Times Square en Nueva York, Estados Unidos, 21 de agosto de 2017. (Foto de Volkan Furuncu/Agencia Anadolu/Getty Images)
¿Qué es una tormenta solar? ¿Por qué esto se considera “extremo”?
La aurora boreal vista sobre Frederick Sound en Alaska. (Wolfgang Kaehler/LightRocket vía Getty Images)
Una tormenta solar inusualmente fuerte que azotó la Tierra produjo impresionantes exhibiciones de color en el cielo del hemisferio norte la madrugada del sábado, sin informes inmediatos de interrupciones en el suministro eléctrico y en las comunicaciones.
La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos emitió una rara advertencia de tormenta geomagnética severa cuando una explosión solar llegó a la Tierra el viernes por la tarde, horas antes de lo esperado. Se esperaba que los efectos de la aurora boreal, que eran claramente visibles en Gran Bretaña, duraran todo el fin de semana y posiblemente hasta la próxima semana.
La aurora boreal (Aurora Boreal) ilumina el cielo sobre la Bahía Norte de San Francisco, vista desde China Camp Beach en San Rafael, California, Estados Unidos, 11 de mayo de 2024. (Foto de Tayfun Coskun/Anadolu vía Getty Images)
Hubo avistamientos «en todo el país», dijo Chris Snell, meteorólogo de la Met Office, la agencia meteorológica británica. Añadió que la oficina estaba recibiendo fotografías e información de otros lugares europeos, incluidos Praga y Barcelona.
La NOAA alertó a los operadores de plantas de energía y naves espaciales en órbita, así como a la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias, para que tomaran precauciones.
Una ilustración del campo magnético de la Tierra que protege nuestro planeta de las partículas solares (NASA/GSFC/SVS/NASA)
Las llamaradas parecen estar asociadas con una mancha solar que tiene 16 veces el diámetro de la Tierra, dijo la NOAA. Todo es parte de la actividad solar que se intensifica a medida que el sol se acerca al pico de su ciclo de 11 años.
– Marcia Dunn, editora aeroespacial de Associated Press
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