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Los ingenieros demuestran una ventaja cuántica

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Investigadores de la Universidad de Arizona demuestran una ventaja cuántica. Universidad de Arizona

Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Arizona y la Facultad de Ciencias Ópticas James C. Wyant demuestran experimentalmente cómo los recursos cuánticos no son solo sueños para el futuro lejano, sino que pueden mejorar la tecnología actual ‘hui’.

La computación cuántica y la detección cuántica tienen el potencial de ser mucho más poderosas que sus contrapartes clásicas. Una computadora cuántica completamente realizada no solo tardaría segundos en resolver ecuaciones que a una computadora convencional le llevaría miles de años, sino que podría tener impactos incalculables en campos que van desde la obtención de imágenes biomédicas hasta la conducción autónoma.

Sin embargo, la tecnología aún no está allí.

De hecho, a pesar de las teorías ampliamente aceptadas sobre el tremendo impacto de las tecnologías cuánticas, muy pocos investigadores han podido demostrar, utilizando la tecnología disponible en la actualidad, que los métodos cuánticos tienen una ventaja sobre sus contrapartes clásicas.

En un artículo publicado el 1 de junio de 2021 en la revista Examen físico X, investigadores de la Universidad de Arizona demuestran experimentalmente que el cuanto tiene una ventaja sobre los sistemas informáticos tradicionales.

«Demostrar una ventaja cuántica es un objetivo muy buscado en la comunidad, y muy pocos experimentos han podido demostrarlo», dijo el coautor del artículo Zheshen Zhang, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales e investigador principal de Arizona. Quantum Information and Materials Group y uno de los autores del artículo. “Buscamos demostrar cómo podemos aprovechar la tecnología cuántica que ya existe para beneficiar las aplicaciones del mundo real. «

¿Cómo (y cuándo) funciona Quantum?

La computación cuántica y otros procesos cuánticos se basan en pequeñas y poderosas unidades de información llamadas qubits. Las computadoras clásicas que usamos hoy funcionan con unidades de información llamadas bits, que existen como 0 o 1, pero los qubits pueden existir en ambos estados al mismo tiempo. Esta dualidad los hace a la vez poderosos y frágiles. Los qubits complicados son propensos a colapsar sin previo aviso, lo que hace que un proceso llamado corrección de errores sea muy importante, que soluciona los problemas a medida que surgen.

Quntao Zhuang y Zheshen Zhang

Quntao Zhuang (izquierda), PI del Grupo de Teoría de la Información Cuántica, y Zheshen Zhang, PI del Grupo de Materiales e Información Cuántica, son profesores asistentes en la Facultad de Ingeniería. Crédito: Universidad de Arizona

El campo cuántico se encuentra ahora en una era que John Preskill, un físico de renombre del Instituto de Tecnología de California, llamó «cuántico ruidoso de escala media» o NISQ. En la era NISQ, las computadoras cuánticas pueden realizar tareas que solo requieren alrededor de 50 a algunos cientos de qubits, pero con una cantidad significativa de ruido o interferencia. No más que eso y el ruido triunfa sobre la utilidad, haciendo que todo se derrumbe. Está ampliamente aceptado que se necesitarían entre 10.000 y varios millones de qubits para que las aplicaciones cuánticas sean útiles en la práctica.

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Imagínese inventar un sistema que garantice que cada comida que cocine saldrá a la perfección y luego dar ese sistema a un grupo de niños que no tienen los ingredientes adecuados. Será genial en unos años, una vez que los niños crezcan y puedan comprar lo que necesitan. Pero hasta entonces, la utilidad del sistema es limitada. Asimismo, hasta que los investigadores avancen en el campo de la corrección de errores, que puede reducir los niveles de ruido, los cálculos cuánticos se limitan a una pequeña escala.

Beneficios del enredo

El experimento descrito en el artículo utilizó una mezcla de técnicas clásicas y cuánticas. Específicamente, utilizó tres sensores para clasificar la amplitud y el ángulo promedio de las señales de radiofrecuencia.

Los sensores han sido equipados con otro recurso cuántico llamado entrelazamiento, que les permite compartir información entre ellos y ofrece dos ventajas principales: en primer lugar, mejora la sensibilidad de los sensores y reduce los errores. En segundo lugar, debido a que están enredados, los sensores evalúan las propiedades generales en lugar de recopilar datos sobre partes específicas de un sistema. Esto es útil para aplicaciones que solo necesitan una respuesta binaria; por ejemplo, en las imágenes médicas, los investigadores no necesitan conocer todas las células de una muestra de tejido que no es canceroso, solo si hay una célula que es cancerosa. El mismo concepto se aplica a la detección de productos químicos peligrosos en el agua potable.

La experiencia ha demostrado que equipar los sensores con entrelazamiento cuántico les da una ventaja sobre los sensores convencionales, reduciendo la probabilidad de errores por un margen pequeño pero crítico.

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«Esta idea de usar enredos para mejorar los sensores no se limita a un tipo específico de sensor, por lo que podría usarse para una variedad de aplicaciones diferentes, siempre que tenga el equipo para codificar los sensores», dijo el estudio co -autor Quntao. Zhuang, profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática e investigador principal del Quantum Information Theory Group. “En teoría, podría considerar aplicaciones como lidar (detección de luz y rango) para automóviles autónomos, por ejemplo. «

Zhuang y Zhang desarrollaron la teoría detrás del experimento y la describieron en un 2019 Examen físico X papel. Ellos fueron coautores del nuevo artículo con el autor principal Yi Xia, estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias Ópticas James C. Wyant, y Wei Li, investigador postdoctoral en ciencia e ingeniería de materiales.

Clasificadores Qubit

Existen aplicaciones que utilizan una mezcla de procesamiento cuántico y clásico en la era NISQ, pero se basan en conjuntos de datos clásicos preexistentes que deben convertirse y clasificarse en el dominio cuántico. Imagine tomar una serie de fotos de perros y gatos y luego cargar las fotos en un sistema que usa métodos cuánticos para etiquetar las fotos como «gato» o «perro».

El equipo aborda el proceso de etiquetado desde una perspectiva diferente, utilizando sensores cuánticos para recopilar sus propios datos en primer lugar. Es más como usar una cámara cuántica especializada que etiqueta las fotos como «perro» o «gato» a medida que se toman.

“Muchos algoritmos tienen en cuenta los datos almacenados en un disco de computadora y luego los convierten en un sistema cuántico, lo que requiere tiempo y esfuerzo”, dijo Zhuang. «Nuestro sistema trabaja en un problema diferente mediante la evaluación de los procesos físicos que tienen lugar en tiempo real».

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El equipo está entusiasmado con las futuras aplicaciones de su trabajo en la intersección de la detección cuántica y computación cuántica. Incluso planean algún día integrar toda su configuración experimental en un chip que podría sumergirse en un biomaterial o una muestra de agua para identificar enfermedades o sustancias químicas nocivas.

«Creemos que es un nuevo paradigma para la computación cuántica, el aprendizaje de máquinas cuánticas y los sensores cuánticos, porque realmente crea un puente para interconectar todas estas áreas diferentes», dijo Zhang.

Referencia: «Clasificación de datos mejorada cuánticamente con una red de sensores enredados variables» por Yi Xia, Wei Li, Quntao Zhuang y Zheshen Zhang, 1 de junio de 2021, Examen físico X.
DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.021047

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS
Agrandar / El cohete SLS se ve en su plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en agosto de 2022.

Trevor Mahlmann

El jueves, altos funcionarios de Boeing que lideran el programa del Sistema de Lanzamiento Espacial, incluidos David Dutcher y Steve Snell, convocaron una reunión general para los más de 1.000 empleados que trabajan en el cohete.

Los funcionarios anunciaron que habría un número significativo de despidos y reasignaciones de personas que trabajan en el programa, según dos personas familiarizadas con la reunión. Ofrecieron varias razones para las reducciones, incluido el hecho de que los plazos para las misiones lunares Artemis de la NASA que utilizarán el cohete SLS se están desplazando hacia la derecha.

Más tarde el jueves, en un comunicado proporcionado a Ars, un portavoz de Boeing confirmó los recortes de Ars: «Debido a factores externos no relacionados con el desempeño de nuestro programa, Boeing está revisando y ajustando los niveles actuales de dotación del programa del Sistema de Lanzamiento Espacial».

¿Más vale tarde que nunca?

Durante casi una década y media, Boeing ha liderado el desarrollo de la etapa central del enorme cohete SLS que la NASA pretende utilizar para lanzar la nave espacial Orion para sus misiones tripuladas a la Luna.

El contrato ha sido lucrativo para Boeing y ha enfrentado críticas generalizadas a lo largo de los años por su generosidad, ya que la NASA gastó decenas de miles de millones de dólares en el desarrollo de un cohete que reutiliza los motores principales y otros componentes del transbordador espacial. Además, originalmente se suponía que el cohete debutaría a fines de 2016 o 2017, pero en realidad no voló por primera vez hasta noviembre de 2022. Y el inspector general de la NASA a veces ha calificado el manejo del programa por parte de Boeing como un cohete SLS “malo”. «.

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Sin embargo, cuando el cohete SLS debutó hace un año y medio, funcionó excepcionalmente bien al impulsar una nave espacial Orion sin tripulación a la Luna. Tras esta misión, la NASA declaró «operativo» el cohete y Boeing inició la producción del vehículo para futuras misiones que llevarán astronautas a la Luna.

Entonces, en cierto sentido, estas reducciones eran inevitables. Boeing necesitaba muchos recursos para diseñar, desarrollar, probar y escribir software para el cohete. Ahora que la fase de desarrollo ha terminado, es natural que la empresa reduzca sus actividades de desarrollo para la fase principal.

La declaración de Boeing no lo dice, pero las fuentes le dijeron a Ars que los recortes de empleo podrían eventualmente llegar a cientos de empleados. Se distribuirán principalmente en las instalaciones de cohetes de la compañía en Alabama, Luisiana y Florida. Las reducciones afectarán tanto al programa de la etapa central como al programa de exploración Upper Stage, una nueva etapa superior del cohete que también está comenzando a pasar del desarrollo a la producción.

Esperando otros artículos

Cuando Boeing cita «factores externos», se refiere a los diferentes cronogramas del programa Artemis de la NASA. En enero, funcionarios de la agencia espacial anunciaron retrasos de aproximadamente un año para la misión Artemis II, un sobrevuelo lunar tripulado, hasta septiembre de 2025; y Artemis III, un alunizaje, hasta septiembre de 2026. Ninguno de estos cronogramas tampoco está escrito en piedra. Es posible que se produzcan retrasos adicionales para Artemis II, y probablemente para Artemis III, si la NASA se apega a los planes de misión actuales.

Aunque el cohete SLS estará listo según el calendario actual, salvo que se produzca una catástrofe, otros elementos son inciertos. Para Artemis II, la NASA aún no ha resuelto un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Este problema debe resolverse antes de que la misión obtenga luz verde para continuar el próximo año.

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Los desafíos son aún mayores para Artemis III. Para esta misión, la NASA necesita un módulo de aterrizaje lunar, proporcionado por SpaceX con su vehículo Starship, además de trajes espaciales para la superficie lunar proporcionados por Axiom Space. Ambos permanecen firmemente en la fase de desarrollo.

Además, la NASA está luchando con desafíos presupuestarios. Por primera vez en más de una década, la agencia enfrenta recortes presupuestarios. Esta semana, el administrador de la agencia espacial, Bill Nelson, dijo al Congreso: «Con menos dinero, tenemos que tomar decisiones muy difíciles». Entre ellos, se podría intentar utilizar la financiación futura de SLS para consolidar otros elementos de Artemis.

Una de las personas cercanas a la reunión interna de Boeing del jueves dijo que la agencia espacial visitó a la compañía a principios de este año y dijo que, de hecho, Boeing recibiría menos financiación a medida que finalizara el desarrollo del SLS. A la empresa se le dio la opción de “ampliar” la financiación que recibiría o hacer una pausa de un año debido a retrasos en la misión Artemisa. Boeing optó por aumentar sus fondos, lo que fue la causa de las reducciones de esta semana.

Sería fácil, pero injusto, culpar a SpaceX y Axiom por los retrasos en futuras misiones Artemis. El Congreso creó el cohete SLS con un proyecto de ley de autorización en 2010, pero Boeing en realidad había recibido financiación para trabajos relacionados. que data de 2007. Por el contrario, la NASA no comenzó a financiar el trabajo en el módulo de aterrizaje lunar Starship hasta finales de 2021, y los trajes espaciales Axiom antes de 2022. En cierto sentido, estos desarrollos son tan exigentes técnicamente como el trabajo en el cohete SLS, si no, más.

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

Paramount y Hasbro animados transformadores uno pospone una semana su estreno en salas para poder aprovechar las pantallas Imax y darse un pequeño respiro de la competencia.

La película ahora se estrenará el 20 de septiembre de este año en lugar del 13 de septiembre. Esto le deja dos semanas fuera del estudio de Sony. Jugo de escarabajo. Jugo de escarabajo.

Paramount reveló el cambio de fecha al lanzar un nuevo tráiler de transformadores uno desde nada menos que el espacio, una novedad en Hollywood, según el estudio. El lanzamiento comenzó a las 6 a. m. PT con una cuenta regresiva en vivo que muestra el viaje al espacio. Después de una hora, la nave alcanzó su apogeo a 125.000 pies sobre la Tierra, lo que revela el avance con un video de introducción personalizado de las estrellas Chris Hemsworth y Brian Tyree Henry.

El reparto repleto de estrellas también incluye a Scarlett Johansson, Keegan-Michael Key y Steve Buscemi, con Laurence Fishburne y Jon Hamm.

transformadores uno – la primera película de Transformers totalmente animada por computadora – se presenta como la historia nunca antes contada del origen de cómo los archienemigos Optimus Prime y Megatron alguna vez fueron amigos unidos como hermanos, y cómo su ruptura final cambió el destino de Cybertron para siempre.

Los propietarios de salas de cine pudieron disfrutar de una vista previa del tráiler la semana pasada en CinemaCon, donde Hemsworth y Henry también mostraron la primera escena de la película en 3D.

Hemsworth le da voz a Orion Pax, un joven Optimus Prime, mientras que Henry, que es D-16, le da voz a un joven Megatron.

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josh cooley (Historia del juguete 4) dirige la película a partir de un guión de Andrew Barrer y Gabriel Ferrari para Paramount Animation y Hasbro en asociación con New Republic Pictures.

En otras noticias sobre citas, Paramount retrasa su animación sin título Aang: el último maestro del aire Película Avatar del 10 de octubre de 2025 al 30 de enero de 2026.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida

Los lanzamientos de Starlink continúan ocurriendo.

Un cohete Falcon 9 coronado con 23 satélites de Internet SpaceX Starlink despegó del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida hoy (17 de abril) a las 5:26 p.m.EDT (9:26 p.m. GMT).

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