La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera mundial para crear procesadores cuánticos mejores y más confiables está progresando rápidamente. Un un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen mostraron que la información cuántica de un giro de electrones puede ser transportada a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits […]

La carrera mundial para crear procesadores cuánticos mejores y más confiables está progresando rápidamente. Un un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen mostraron que la información cuántica de un giro de electrones puede ser transportada a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits cuánticos a través del chip y permitir escalar hasta grandes cantidades de qubits. Su trabajo fue publicado en la revista Science.

La computadora cuántica del futuro podrá realizar cálculos mucho más allá de la capacidad de las computadoras actuales. Las superposiciones cuánticas y el enredo de bits cuánticos (qubits) hacen posible realizar cálculos paralelos. Los científicos y las empresas de todo el mundo se dedican a crear chips cuánticos cada vez mejores con cada vez más bits cuánticos. QuTech en Delft está trabajando duro en varios tipos de chips cuánticos.

Material familiar

El núcleo de los chips cuánticos está hecho de silicio. “Este es un material con el que estamos muy familiarizados”, explica el profesor Lieven Vandersypen de QuTech y el Instituto Kavli de Nanociencia Delft, “el silicio se usa ampliamente en los transistores y, por lo tanto, se puede encontrar en todos los dispositivos electrónicos”. Pero el silicio es también un material muy prometedor para la tecnología cuántica. Pho candidato Guoji Zheng: “Podemos utilizar campos eléctricos para capturar electrones individuales en silicio para su uso como bits cuánticos. Este es un material atractivo, ya que garantiza que la información en el qubit se puede almacenar durante mucho tiempo”.

Sistemas grandes

Hacer cálculos útiles requiere un gran número de qubits y es este aumento a números grandes lo que está generando un desafío en todo el mundo. “Para usar muchos qubits al mismo tiempo, deben estar conectados entre sí, debe haber una buena comunicación”, explica el investigador Nodar Samkharadze. En la actualidad, los electrones que se capturan como qubits en silicio solo pueden establecer contacto directo con sus vecinos inmediatos. Nodar: “Eso hace que sea difícil escalar hasta grandes cantidades de qubits”.

Una carrera a alta velocidad

Otros sistemas cuánticos usan fotones para interacciones a larga distancia. Durante años, este también fue un objetivo principal para el silicio. Solo en los últimos años varios científicos han progresado en esto. Los científicos de Delft ahora han demostrado que un solo giro de electrones y un solo fotón se pueden acoplar en un chip de silicio. Este acoplamiento permite, en principio, transferir información cuántica entre un spin y un fotón. Guoji Zheng: “Esto es importante para conectar bits cuánticos distantes en un chip de silicio, lo que allana el camino para aumentar la escala de bits cuánticos en chips de silicio”.

Spintronics y nanofotónicos combinados en material 2-D

Spintronics y nanofotónicos combinados en material 2-D

La espintrónica en materiales de solo unos pocos átomos de espesor es un campo emergente en el que el “giro” de los electrones se utiliza para procesar datos, en lugar de la carga. Desafortunadamente, el giro solo dura muy poco tiempo, lo que hace (hasta ahora) difícil de explotar en electrónica. Investigadores del Instituto Kavli […]

La espintrónica en materiales de solo unos pocos átomos de espesor es un campo emergente en el que el “giro” de los electrones se utiliza para procesar datos, en lugar de la carga. Desafortunadamente, el giro solo dura muy poco tiempo, lo que hace (hasta ahora) difícil de explotar en electrónica. Investigadores del Instituto Kavli de Nanociencia en TU Delft, en colaboración con el Instituto AMOLF de la Organización de Investigación Científica de los Países Bajos, ahora han encontrado la manera de convertir la información del espín en una señal de luz predecible a temperatura ambiente. El descubrimiento acerca los mundos de la espintrónica y la nanofotónica y podría conducir al desarrollo de una forma eficiente de energía de procesamiento de datos, por ejemplo, en centros de datos. Los investigadores dieron cuenta de sus resultados en Science.

La investigación giró en torno a una nanoconstrucción que consta de dos componentes: un hilo de plata extremadamente delgado y un material 2D llamado disulfuro de tungsteno. Los investigadores unieron el hilo de plata a una rebanada de disulfuro de tungsteno que mide solo cuatro átomos de espesor. Usando luz circularmente polarizada, crearon lo que se conoce como ‘excitones’ con una dirección de rotación específica. La dirección de ese giro podría iniciarse utilizando la dirección de rotación de la luz láser.

Estado original

Los excitones son en realidad electrones que han rebotado en su órbita. Con esta técnica, el rayo láser asegura que los electrones se lanzan a una órbita más amplia alrededor de un “orificio” cargado positivamente, de forma muy similar a un átomo de hidrógeno. Los excitones así creados quieren volver a su estado original. En su regreso a la órbita más pequeña, emiten un paquete de energía en forma de luz. Esta luz contiene la información de giro, pero emitió en todas las direcciones.

Para permitir que la información de giro se ponga en uso, los investigadores de Delft volvieron a un descubrimiento anterior. Habían demostrado que cuando la luz se mueve a lo largo de un nanoalambre, se acompaña de un campo electromagnético giratorio muy cerca del cable: gira en el sentido de las agujas del reloj en un lado del cable y en sentido antihorario en el otro lado. Cuando la luz se mueve en la dirección opuesta, las direcciones de giro también cambian. Por lo tanto, la dirección de rotación local del campo electromagnético se bloquea uno a uno en la dirección con la cual la luz viaja a lo largo del cable. “Usamos este fenómeno como un tipo de combinación de cerradura”, explica Kuipers. ‘Un excitón con una dirección de rotación particular solo puede emitir luz a lo largo del hilo si corresponden las dos direcciones de rotación’.

Baterías acuosas altamente elásticas

Baterías acuosas altamente elásticas

El desarrollo actual de materiales de batería estirable que imitan las funciones de la naturaleza se ha convertido en un área de investigación muy interesante, necesaria para la próxima ola de dispositivos electrónicos portátiles. Un estudio reciente, afiliado a UNIST ha presentado un compuesto híbrido de carbono/polímero híbrido (HCP) similar a Jabuticaba que se desarrolló […]

El desarrollo actual de materiales de batería estirable que imitan las funciones de la naturaleza se ha convertido en un área de investigación muy interesante, necesaria para la próxima ola de dispositivos electrónicos portátiles.

Un estudio reciente, afiliado a UNIST ha presentado un compuesto híbrido de carbono/polímero híbrido (HCP) similar a Jabuticaba que se desarrolló en un colector de corriente estirable utilizando un proceso de solución simple y rentable. Utilizando el composite HCP como un colector de corriente estirable, el equipo de investigación ha desarrollado, por primera vez, una batería recargable de iones de litio (ARLB) altamente elástica basada en electrolitos acuosos.

Este avance ha sido liderado por el Profesor Soojin Park en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en colaboración con el Profesor Kwanyong Seo y el Profesor So Youn Kim en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en UNIST.

Los dispositivos electrónicos estirables recientemente han atraído una atención tremenda como dispositivos de próxima generación debido a su inmensa flexibilidad. El creciente interés y demanda de la electrónica flexible ha impulsado la búsqueda de electrodos altamente elásticos con alta durabilidad mecánica y alta conductividad eléctrica durante la deformación. Aunque se han propuesto muchos métodos para estos electrodos, ninguno de ellos ha logrado simultáneamente lograr una alta capacidad de estiramiento para los electrodos y tener un proceso de fabricación escalable.

El profesor Park resolvió tales problemas utilizando un compuesto polimérico conductor, compuesto de rellenos de carbono híbridos similares a Jabuticaba que contienen nanotubos de carbono y negro de humo en un proceso de solución simple. La forma de esta estructura se parecía a la de un árbol Jabuticaba, el grapetree brasileño.

El equipo de investigación observó que se encontró que el compuesto HCP retiene eficazmente su conductividad eléctrica, incluso bajo altas tasas de deformación. Esto lo hace adecuado para su uso en baterías acuosas de Li-ion altamente elásticas.

“Se espera que nuestros hallazgos amplíen el número de nanocompuestos estirable con propiedades electroquímicas y mecánicas disponibles para su uso en una amplia variedad de aplicaciones”, dice el profesor Seo, que estuvo a cargo de la fabricación de colectores de corriente estirable.

Se realizó un análisis detallado de los comportamientos de percolación de la carga conductiva dentro del material compuesto usando una medición SAXS in situ bajo estiramiento, que reveló que los diferentes tipos de carbono en la carga condujeron a la formación de redes de cosupporte altamente interconectadas. El profesor So Youn Kim dirigió los experimentos SAXS in situ. SAXS es ​​una técnica muy útil para medir el comportamiento de los nanofillers en matrices de polímeros. Además, el equipo de investigación ha desarrollado, por primera vez, ARLB estirable como fuente de alimentación estirable, utilizando el compuesto HCP como un colector de corriente estirable y han suministrado energía estable a un LED incluso bajo una tensión del 100%.

Los cinco magníficos de 2018 tecnología al servicio de las empresas

Los cinco magníficos de 2018: tecnología al servicio de las empresas

En 2022 se estima que existirán más de 18.000 millones de dispositivos IoT que se comunicarán entre sí. ​​Más y mejores bots. Todo apunta a que ésta será la tecnología que revolucionará 2018 y es que la mayoría de los sectores darán el salto a los chatbots en tareas automatizables como la atención a clientes finales. […]

  • En 2022 se estima que existirán más de 18.000 millones de dispositivos IoT que se comunicarán entre sí.

​​Más y mejores bots. Todo apunta a que ésta será la tecnología que revolucionará 2018 y es que la mayoría de los sectores darán el salto a los chatbots en tareas automatizables como la atención a clientes finales. No cabe duda de que los chats se han convertido en el canal principal de comunicación de grandes y pequeños. De hecho, el Barómetro del Retrato del jubilado en España de VidaCaixa asegura que el 70% de los jubilados utiliza diariamente WhatsApp. Lo que convierte a los chatbots en un canal muy interesante para todas las edades.

Interfaz de voz. Desde que las principales apps de mensajería introdujeron la opción de enviar mensajes de voz, el uso de audios no ha dejado de crecer. Esta realidad también afectará a los chatbots, que empezarán a incluir esta funcionalidad conversacional y pasarán a entender los mensajes de voz que los usuarios envíen a lo largo de 2018. Pero esto no es todo. En el futuro se preferirá hablar a escribir y otro ejemplo de ello son los asistentes de voz como Alexa Echo, el asistente de voz de Amazon, que fue uno de los tres productos más vendidos el pasado Black Friday, según cifras de la propia compañía.

Inteligencia Artificial. Su implantación es tal que, según un estudio elaborado por IDC, en 2020 un 40% de las iniciativas de Transformación Digital se apoyará en tecnologías cognitivas, Inteligencia Artificial y robótica. Y es que este campo no para de evolucionar. “Actualmente, los motores de Inteligencia Artificial tienen la posibilidad de capturar el sentimiento de quien nos escribe, es decir, saber si nuestro cliente está enfadado y, en base a ello, tomar determinadas decisiones” afirma Ángel Hernández, socio de Chatbot Chocolate.

Internet de las Cosas (IoT). Este concepto hace referencia al proceso de vinculación de objetos cotidianos con Internet, proceso que permite a los electrodomésticos estar conectados a una red online gracias a la cual se pueden manejar sus funcionalidades. Hoy en día, muchas compañías ya han desarrollado productos que permiten esta vinculación. Entre ellos destacan Echo de Amazon o el Google Home. El éxito de este tipo de sistemas apunta a un crecimiento exponencial. Tal es así que, en 2022, se estima que existirán más de 18.000 millones de dispositivos IoT que se comunicarán entre sí.

Blockchain. Más allá de los archiconocidos Bitcoin y Etherum, no cabe duda de que la implicación de la tecnología que está detrás –el blockchain- permite coordinar la información de millones de dispositivos al tiempo que asegura un registro inmutable y permanente en ámbitos más amplios que el de las monedas virtuales. De hecho, a día de hoy ya se han invertido más de 1.500 millones de euros en este sector.

Para Hernández, “muchas de las tendencias tecnológicas impactan de lleno en el crecimiento de los chatbots, hablamos tanto de reconocimiento de voz, como de Inteligencia Artificial; pero existen otros ámbitos, como el marketiniano que también seguirán evolucionando, y otros modelos de atribución estadísticos seguirán tomando peso durante el 2018 más allá del ‘multitouch attribution’”.