La carrera en las comunicaciones cuánticas no se detiene.

CHINA ASEGURA HABER LOGRADO LA COMUNICACIÓN CUÁNTICA DESDE EL ESPACIO

Esta semana China anunció que había realizado la primera transmisión de datos cifrados desde el espacio con una estación terrestre móvil, que solo pesa un poco más de 80 kilogramos.

Ciencia Plus – Europa Press y Redacción Vivir

2 Ene 2020 

Esta semana China anunció que había realizado la primera transmisión de datos cifrados desde el espacio con una estación terrestre móvil, que solo pesa un poco más de 80 kilogramos.


Enlace cuántico espacio-tierra. XINHUA/JIN LIWANG – Europa Press

El experimento cuántico espacial de China, más conocido como satélite Micius, ha realizado la primera transmisión de datos cifrados con una estación terrestre móvil.

El experimento de comunicación cuántica espacio-tierra se realizó alrededor de la medianoche del pasado lunes en Jinan, provincia de Shandong, este de China.

El proyecto está dirigido por Pan Jianwei, físico cuántico de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (UTSC), informa Global Times.

La estación terrestre satelital cuántica móvil que pesa un poco más de 80 kilogramos y tiene el tamaño de un cubo de pintura, fue desarrollada conjuntamente por UTSC, QuantumC Tek (un fabricante y proveedor líder de productos y servicios de seguridad de telecomunicaciones e información habilitados para tecnología cuántica) y el Instituto Jinan de Tecnología Cuántica.

Es la primera estación de su tipo en el mundo.

El equipo de Pan dijo que el desarrollo de la estación terrestre comenzó en 2019 y se completó el 24 de diciembre.

La exitosa comunicación con el satélite Micius marcó la finalización de la construcción de la primera estación terrestre móvil cuántica de satélite de China.

La transmisión duró unos ocho minutos y se envió una gran cantidad de información cifrada a la estación terrestre, dijo el equipo.

En palabras sencillas, las tecnologías cuánticas buscan revolucionar la forma como se procesa la información, y la comunicación cuántica busca la trasmisión de grandes cantidades de datos en sistemas similares a partir de la mecánica cuántica a una localización arbitrariamente alejada.

En 2016 Pekín había anunciado el lanzamiento de su primer satélite de comunicaciones cuántico, y un año después aseguró que había podido utilizarlo para establecer comunicaciones -entre dos puntos en tierra- encriptadas e imposibles de descifrar.

Antes, la distribución de entrelazamiento sólo había sido alcanzada a una distancia de hasta 100 kilómetros.

Pero ahora, según informa la agencia de noticias china Xinhua, Pan y sus colegas chinos usaron el satélite Micio para enviar pares de fotones entrelazados a través del espacio casi vacío, midiendo las claves cuánticas en las estaciones receptoras a más de 1.200 kilómetros de distancia.

Además, en comparación a la nueva estación móvil, la estación terrestre anterior para el satélite Micius pesaba más de 10 toneladas.

Los desarrolladores realizaron cientos de experimentos para miniaturizar la estación terrestre.

La versión móvil de la estación terrestre se puede instalar en un vehículo, trabajar en cualquier momento y en cualquier lugar, y su costo de fabricación significativamente reducido allana el camino para la producción en masa en el futuro, dijo el equipo.

Una red de comunicación cuántica experimental ya se ha conectado al enlace de comunicación cuántica «Beijing-Shanghai Backbone» formando una red nacional, dijo el equipo de Pan.

El proyecto incluye verificaciones y equipos basados en tecnologías clave utilizadas en comunicaciones cuánticas de larga distancia.

CHINA LANZABA EL PRIMER SATÉLITE DE TELECOMUNICACIÓN CUÁNTICA DEL MUNDO

Agencia Sinc

16 Ago 2016

El país asiático puso en órbita un sofisticado artefacto de 600 kilogramos que lo posiciona como uno de los líderes en las tecnologías de la información

China ha lanzado con éxito a las 01:40 am (12:40 pm de ayer en Colombia), el primer satélite de comunicación cuántica mediante un cohete Gran Marcha 2D, según ha informado Xinhua, la agencia oficial de noticias del Gobierno chino.

El lugar de despegue ha sido el centro de lanzamiento de satélites de Jiuquan, en el desierto de Gobi, situado al noroeste del gigante asiático.

El satélite, llamado Experimentos Cuánticos a Escala Espacial (QUESS, por sus siglas en inglés), pesa poco más de 600 kilogramos y dará una vuelta a la Tierra cada 90 minutos, después de que entre en una órbita sincrónica al Sol a una altura de 500 kilómetros.

QUESS también se conoce popularmente como Mozi, en honor de un filósofo y científico chino del siglo quinto a.C. —también denominado con el sobrenombre de Señor Mô— a quien se considera uno de los primeros seres humanos en realizar experimentos de óptica.

Durante su misión de dos años, los experimentos de la nave permitirán investigar cómo establecer comunicaciones cuánticas “a prueba de ataques cibernéticos” mediante la transmisión de claves indescifrables desde la nave hasta la Tierra.

Otro de sus objetivos es proporcionar nuevos datos, desde un escenario privilegiado como es el espacio, de los extraños fenómenos asociados al mundo cuántico, como la superposición, el entrelazamiento, la teleportación y la llamada acción fantasmagórica a distancia que ejercen unas partículas sobre otras aunque estén muy alejadas (y en la que Einstein no creía).

Con la ayuda del nuevo satélite y el entrelazamiento cuántico, los científicos podrán probar la distribución de claves cuánticas superseguras entre el satélite y diversas estaciones en tierra, estableciendo comunicaciones cuánticas entre Pekín y Urumchi, en la provincia de Sinkiang.

QUESS transmitirá fotones entrelazados a dos estaciones terrestres situadas a 1.200 kilómetros de distancia una de la otra para analizar el entrelazamiento cuántico a grandes distancias, además de probar la teleportación cuántica entre la estación terrestre de Ali, en el Tíbet, y el propio satélite.

“Este satélite marca la transición del papel de China, que pasa de ser un seguidor del desarrollo clásico de las tecnologías de la información (TI) a ser el líder que guía los futuros logros de las TI”, destaca Pan Jianwei, científico principal del proyecto QUESS e investigador de la Academia China de las Ciencias.

Colaboración con otros países

Según Pan Jianwei, los investigadores chinos también planean testar la distribución de claves cuánticas entre QUESS y estaciones terrestres localizadas en Austria. Italia, Alemania y Canadá, junto a instituciones que ya han expresado su disposición a cooperar con China en el futuro desarrollo de constelaciones de satélites cuánticos.

Los científicos confían en que la comunicación cuántica cambie de forma radical el desarrollo humano en las próximas décadas, debido a las enormes posibilidades que abre en campos como la economía y el ámbito militar, aunque también se abre el debate sobre el reto de seguridad que supondría tener un ‘superpoder’ para descifrar los sistemas de encriptación actuales.

GOOGLE ANUNCIABA QUE HABIA LOGRADO LA «SUPREMACÍA CUÁNTICA» CON UN COMPUTADOR

Redacción Vivir

21 Sep 2019

Según la información filtrada al Financial Times, la empresa habría logrado que un computador cuántico realizara en tan sólo tres minutos y 20 segundos un cálculo le tomaría a la supercomputadora más avanzada del mundo alrededor de 10,000 años.

El primero en lanzar la noticia fue el diario Financial Times. Según la nota publicada en su portal un equipo de investigadores de Google dirigidos por John Martinis habrían logrado el sueño de los físicos e ingenieros que trabajan en computación cuántica: supremacía cuántica.

Este concepto se usa para referirse al punto en el que los computadores cuánticos lograrían tal desarrollo que podrían realizar una tarea que estaría más allá del poder de la supercomputadora convencional más poderosa del mundo.

Aunque inicialmente el anuncio apareció en una página oficial de la NASA minutos más tarde fue retirado sin que hasta ahora ninguna de las dos empresas que formaron una alianza el año pasado haya dado ninguna información adicional.

Según el informe del Financial Times, el procesador cuántico desarrollado por Google pudo realizar un cálculo en tres minutos y 20 segundos que tomaría la supercomputadora más avanzada de hoy, conocida como Summit, alrededor de 10,000 años.

«El experimento marca el primer cálculo que solo se puede realizar en un procesador cuántico», señalaron los investigadores en la comunicación inicial.

«En una discusión sobre computación cuántica en la conferencia EmTech de MIT Technology Review en Cambridge, Massachusetts, esta semana antes de que saliera la noticia del artículo de Google, Will Oliver, un profesor de MIT y especialista cuántico, comparó el hito informático con el primer vuelo de los hermanos Wright en Kitty Halcón en aviación», recordó esta revista en un artículo que hace referencia al anuncio de Google.

La competencia mundial por desarrollar este tipo de tecnología se ha acelerado.

De hecho en febrero de este año, durante el Consumer Electronics Show de Las Vegas, IBM presentó el primer computador cuántico comercial.

Los computadores cuánticos usan principios distintos al computador clásico para procesar información.

Mas allá de los códigos binarios de los computadores tradicionales, con ellos se pretende explotar las sorprendentes características del mundo cuántico.

«Las computadoras cuánticas aún están muy lejos de estar listas para su uso general.

Las máquinas son notoriamente propensas a errores, porque incluso el más mínimo cambio de temperatura o una pequeña vibración pueden destruir el delicado estado de los qubits.

Los investigadores están trabajando en máquinas que serán más fáciles de construir, administrar y escalar, y algunas computadoras ahora están disponibles a través de la nube informática», enfatizó el artículo del MIT Technology Review.

LA PROMESA DE UNA NUEVA ERA TECNOLÓGICA
IBM lanzó un computador cuántico, pero qué diablos es un computador cuántico

Por Pablo Correa

Ciencia
2 Feb 2019  

Arrancó la carrera por conquistar el mundo cuántico.

Millones y millones de dólares están fluyendo hacia laboratorios alrededor del mundo para desarrollar máquinas que podrían hacer parecer a nuestros actuales computadores como unos pobres ábacos.

Hace apenas un par de semanas, en el Consumer Electronics Show de Las Vegas, IBM presentó el primer computador cuántico comercial.

A simple vista, la máquina que exhibió la compañía lucía como una gran caja de vidrio negro, de dos metros de largo por dos de ancho, con algo parecido a una lámpara diseñada por un artista alternativo colgando de la tapa superior.

La mayoría de noticias que circularon sobre el IBM Q System One tenían un problema: eludían explicar qué demonios es un computador cuántico.

Decían que era un primer paso para “resolver con rapidez problemas de gran complejidad y procesar inmensas cantidades de datos”, que necesita una temperatura extremadamente baja para operar y que, a diferencia de las computadoras clásicas, utiliza “un sistema de cúbits​​ o bits cuánticos que almacenan información en las dos cifras del código binario, 1 y 0 simultáneamente”.

El problema con el tema “cuántico” es que desde principios del siglo XX, cuando físicos como Werner Heisenberg, Max Born y el austríaco Erwin Schrödinger sentaron las bases de la teoría cuántica, quedó claro que eran ideas que van en contravía de lo que nos indican nuestros sentidos y lógica.

Tanto así que en una de sus conferencias el físico estadounidense Richard Feynman sembró la desesperanza: “Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica”.

Cada vez que aparece un sistema o una máquina para calcular, los cimientos de la civilización crujen.

Si la promesa de los computadores cuánticos se materializa, nos convertiríamos en la primera generación de humanos en experimentar un salto inaudito en la capacidad de cálculo.

Habríamos pasado de acariciar las tiernas calculadoras Casio o Texas Instruments a tocar aparatos capaces de simular moléculas, desencriptar códigos complejos, superar a todos los computadores tradicionales juntos.

Jhonathan Romero Fontalvo es colombiano y está terminando un doctorado en fisicoquímica en la Universidad de Harvard.

Su trabajo se ha centrado en el desarrollo de algoritmos para computadores cuánticos.

Es decir, en imaginar y desarrollar métodos para sacarles provecho a esas máquinas en el mundo de la química.

Para explicar cómo funciona un computador cuántico, Jhonathan tiene primero que dar un rodeo obligatorio por los computadores clásicos con los que ya convivimos.

Si rastreamos cada cosa que vemos en nuestras pantallas, cada color, letra, los números, lo que sea, hasta las entrañas del computador, encontraríamos que están escritas en un código binario de 1 y 0 que a su vez se traduce en electricidad.

“La información es física”, dice Jhonathan.

“Cada bit de información existe en un circuito en forma de voltaje.

Si el voltaje está por encima de cierto nivel representa un 1 y por debajo representa un 0.

El elemento clave en el computador clásico es un transistor, que puede simular un switch, puede cambiar a 1 o 0.

Con ese solo elemento se puede componer cualquier operación lógica”.

En el procesador del computador, en un chip, hay miles de millones de transistores.

Para hacerlo más fácil pide imaginar a un grupo de niños de primaria atrapados en ese circuito, cada uno haciendo sumas de ceros y unos.

Los computadores cuánticos usan principios distintos al computador clásico para procesar información.

Cuando uno entra en el mundo cuántico, en lo más pequeño del universo, es como entrar con Alicia al País de las Maravillas.

Las leyes clásicas se alteran.

Y una de esas nuevas leyes es la “superposición”: una partícula puede tener dos estados al mismo tiempo.

Puede, por ejemplo, tener dos niveles de energía al mismo tiempo y por lo tanto representar un 1 y un 0 al mismo tiempo.

Entonces ya no se habla de bits sino de cúbits.

“Aquí empieza a confundirse la gente.

Generalmente dicen que el cúbit es 1 y 0.

No es tanto eso.

Es como si pudiera tener algo que es 30 % 0 y 70 % 1, uno o cualquier combinación.

Igual, al describirlo de esa forma también estoy siendo laxo”.

No olvidemos a Feynman y su advertencia.

Entonces si con un cúbit tengo dos estados (0 y 1), con dos cúbits puedo tener cuatro estados: 0 y 0, 1 y 1, 1 y 0, 0 y 1.

Con tres cúbits tengo ocho posibilidades.

Con cada nuevo cúbit aumenta exponencialmente la capacidad.

Con tan solo 100 cúbits se alcanzaría algo así como 1,267,650,600,228,229,401,496,703,205,375 posibilidades.

Muchos billones de veces la capacidad de almacenamiento de todas las computadoras jamás fabricadas.

Larry Greenemeier, editor de tecnología en la revista Scientific American en un artículo titulado ¿Qué tan cerca realmente estamos de construir un computador cuántico?, dice que una metáfora común utilizada para comparar los dos tipos de computadores es una moneda.

“En un procesador de computadora convencional, un transistor es como una moneda con la cara hacia arriba o hacia abajo.

Pero si te pregunto si esa moneda es cara o cola mientras está girando, podrías decir que la respuesta es ambas.

Eso es lo que constituye una computadora cuántica…

Trescientas monedas, todavía un número relativamente pequeño, representarían más estados que átomos en el universo”.

¿De qué están hechas esas nuevas computadoras si las otras “físicamente” son voltajes dentro de transistores?

Como se trata de inventar una máquina nueva, todos los que han entrado en la carrera de la computación cuántica están ensayando distintos modelos.

Y en esa lista están IBM, Google, el gobierno de Estados Unidos, los europeos y China.

Alejandro Perdomo Ortiz, también colombiano, con un doctorado en físico-química de Harvard y hasta hace poco vinculado a una empresa privada en el desarrollo de computación cuántica, dice que “en un principio los computadores usaron tubos de vacío, luego transistores y en los computadores cuánticos se usan ‘átomos atrapados’.

Otros, como IBM, usan ‘anillos superconductores’”.

Así como un átomo puede representar simultáneamente el cero y el uno, en los anillos superconductores, cuando se enfrían a temperaturas muy bajas, 200 veces más frías que el espacio interestelar (10 milikelvins), la corriente que fluye hacia un lado puede representar el 0 y la del lado contrario el 1.

Lo que lleva al mismo principio de superposición.

“Ser capaz de aislar un átomo es una vaina es muy jodida”, comenta Jhonathan, “lo sorprendente es que se logró en los noventas con experimentos en los que se crea una cámara de vacío y usando campos magnéticos y láseres puedes atrapar y poner en línea varios átomos.

Crear una trampa iónica”.

El año pasado el Premio Nobel de Física fue otorgado a Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland por crear pinzas e instrumentos para manipular la materia a ese nivel.

“Estamos hablando de un campo muy futurista.

Hoy tenemos computadores y celulares, pero imagínese cómo era en la década de los sesenta.

Veo esto proyectado a 20 a 30 años”, dice Alejandro.

Startup Rigetti Computing, una de las empresas independientes que entró en esta carrera, anunció el año pasado que había construido un procesador con 128 cubits hechos con circuitos de aluminio que están súper enfriados para hacerlos superconductores.

Google e IBM cuentan con chips con 72 y 50 qubits, respectivamente.

No sólo la superposición resulta una ventaja de los computadores cuánticos.

Hay una más: el entrelazamiento.

“Es una propiedad que ni Einstein entendía”, dice Alejandro: “Si entrelazo dos átomos y mando uno a la galaxia de Andrómeda y el otro lo dejo aquí, cualquier cosa que le pase a uno de los átomos afecta al otro”.

Aprovechar esta virtud del mundo cuántico permitirá crear sistemas de cómputo más complejos.

Tanto Jhonathan como Alejandro coinciden en que apenas estamos viendo la computación cuántica en pañales y los dos grandes retos en este momento son lograr demostrar la supremacía cuántica, que no es otra cosa que hacer algo que ningún computador clásico pueda hacer, y después de eso hacer algo que resulte útil para todos.

De otra manera solo habrá sido un buen sueño.

Si llegan a funcionar los computadores cuánticos, como lo apuntó Martin Giles en la revista MIT Technology Review en un artículo sobre cómo China ya dio importantes pasos en este terreno, “las máquinas podrían usarse para descubrir nuevos materiales y medicamentos ejecutando simulaciones de reacciones químicas que son demasiado complejas para las computadoras clásicas.

También podrían impulsar la inteligencia artificial… podrían transmitir datos confidenciales para transacciones financieras y proporcionar mayor secreto para las operaciones y comunicaciones militares.

Los investigadores también están trabajando en sensores cuánticos que permitirían a los submarinos navegar sin depender de las señales de los satélites, y un radar cuántico que podría detectar aviones sigilosos”.

Por lo pronto chorros de dinero están fluyendo hacia los laboratorios. En 2017, los inversores de riesgo invirtieron aproximadamente US $ 241 millones en nuevas empresas que trabajan en hardware o software de computación cuántica en todo el mundo.

China y Europa han lanzado iniciativas que rondan los US $ 1.100 millones de dólares)

No todo es color de rosa. Katia Moskvitch en un reportaje para Quanta Magazine presentó al matemático Gil Kalai, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, como uno de los grandes escépticos de toda esta gran promesa tecnológica.

Para él estamos ante un espejismo.

Junto a otros teóricos, cree que existen buenas razones teóricas por las que las entrañas de una computadora cuántica (los «cubits») nunca podrán realizar la coreografía compleja que se les pide.

Kalai ya intentado demostrar que la gran debilidad de los computadores cuánticos será “el ruido”, la producción de errores.

Como lo explicó Moskvith, “todos los sistemas físicos son ruidosos, y las interacciones con el mundo exterior inevitablemente corromperán los qubits mantenidos en superposiciones altamente sensibles.

Derrotar el ruido no es solo una cuestión de ingeniería.

Hacer esto violaría ciertos teoremas fundamentales de computación”. Kalai usa una sencilla analogía para explicarlo: “Si piensa en el proceso computacional como una sinfonía de Beethoven, el ruido nos permitirá escuchar solo los bajos, pero no los violonchelos, las violas y los violines”.

Ya veremos quién tiene la razón.