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Ciencia y tecnología

Los ingenieros muestran ventajas cuánticas

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El sensor de entrelazamiento y el aprendizaje automático admiten el procesamiento de datos mejorado cuánticamente

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

Investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Arizona y la Escuela de Ciencias Ópticas James C. Wyant han demostrado mediante experimentos que los recursos cuánticos no son solo un sueño del futuro lejano, sino que pueden mejorar la tecnología actual.

La computación cuántica y la detección cuántica pueden ser mucho más poderosas que los productos similares clásicos. Una computadora cuántica completamente realizada no solo puede resolver las ecuaciones que las computadoras clásicas tardan miles de años en resolver en unos pocos segundos, sino que también puede tener un impacto inconmensurable en campos que van desde la obtención de imágenes biomédicas hasta la conducción autónoma.

Sin embargo, esta tecnología aún no está completamente madura.

De hecho, aunque las teorías sobre el impacto de gran alcance de la tecnología cuántica circulan ampliamente, pocos investigadores pueden usar la tecnología existente para demostrar que los métodos cuánticos tienen ventajas sobre los métodos clásicos.

En un artículo publicado en la revista el 1 de junio de 2021. Revisión física XInvestigadores de la Universidad de Arizona han demostrado mediante experimentos que la tecnología cuántica tiene ventajas sobre los sistemas informáticos clásicos.

«Mostrar superioridad cuántica es un objetivo a largo plazo perseguido por la comunidad, y pocos experimentos pueden probarlo», dijo Zhang Zheshen, coautor del artículo, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales e investigador principal de la Universidad de Arizona. . Quantum Information and Materials Group y uno de los autores del artículo. «Buscamos demostrar cómo podemos utilizar las tecnologías cuánticas existentes para beneficiar las aplicaciones del mundo real».

Como (y cuando) funciona el 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 en día usan una unidad de información llamada bits. Los bits existen en forma de 0 o 1, pero los qubits pueden existir en dos estados al mismo tiempo. Esta dualidad los hace a la vez poderosos y frágiles. Los qubits sutiles pueden colapsar fácilmente sin previo aviso, lo que hace que un proceso llamado corrección de errores, resolver estos problemas cuando ocurren, sea muy importante.

Quntao Zhuang y Zheshen Zhang

El director del grupo de teoría de la información cuántica Zhuang Quntao (izquierda) y el director del grupo de materiales e información cuántica Zhang Zheshen son profesores asistentes en la Escuela de Ingeniería.Fuente de la imagen: Universidad de Arizona.

El campo cuántico se encuentra ahora en la era de lo que John Preskill, un famoso físico del Instituto de Tecnología de California, llamó «cuántica de mesoescala ruidosa» o NISQ. En la era NISQ, las computadoras cuánticas pueden realizar tareas que requieren solo entre 50 y algunos cientos de qubits, a pesar de la presencia de mucho ruido o interferencia. No solo eso, sino que el ruido abrumaba la practicidad y hacía que todo colapsara. En general, se acepta que se requieren de 10.000 a varios millones de qubits para realizar aplicaciones cuánticas prácticas.

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Imagínese inventar un sistema para asegurarse de que cada comida que cocine sea perfecta y luego entregar este 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. De manera similar, antes de que los investigadores avancen en el campo de la corrección de errores que puede reducir los niveles de ruido, la computación cuántica se limita a escalas pequeñas.

Ventaja de enredo

Los experimentos descritos en el artículo utilizan una mezcla de tecnologías clásicas y cuánticas. Específicamente, utiliza tres sensores para clasificar la amplitud y el ángulo promedio de la señal de RF.

Los sensores están equipados con otro recurso cuántico llamado entrelazamiento, que les permite compartir información entre sí y proporciona dos beneficios principales: primero, aumenta la sensibilidad del sensor y reduce los errores. En segundo lugar, debido a que están enredados entre sí, los sensores evalúan atributos globales en lugar de recopilar datos sobre partes específicas del sistema. Esto es útil para aplicaciones que solo requieren respuestas binarias; por ejemplo, en imágenes médicas, el investigador no necesita saber que todas las células de la muestra de tejido no son cancerosas, solo necesita saber si una célula es cancerosa. El mismo concepto se aplica a la detección de productos químicos peligrosos en el agua potable.

Los experimentos han demostrado que equipar los sensores con entrelazamiento cuántico les da una ventaja sobre los sensores tradicionales, reduciendo la posibilidad de error en una magnitud pequeña pero crítica.

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«Esta idea de utilizar el entrelazamiento para mejorar los sensores no se limita a tipos específicos de sensores, por lo que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones diferentes, siempre que tenga un dispositivo para sensores de entrelazamiento», dijo Quntao, un co- autor del estudio. Zhuang es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Electrónica e Informática e investigador principal del Grupo de Teoría de la Información Cuántica. «En teoría, puede considerar aplicaciones como LIDAR (detección de luz y rango) para automóviles autónomos».

Zhuang y Zhang desarrollaron la teoría detrás del experimento y la describieron en un artículo de 2019. Revisión física X papel. Ellos fueron coautores de este nuevo artículo con Yi Xia, un estudiante de doctorado en la Escuela de Ciencias Ópticas James C. White, y Wei Li, un investigador postdoctoral en ciencia e ingeniería de materiales.

Clasificador de Qubit

En la era NISQ, las aplicaciones existentes utilizaban una mezcla de procesamiento cuántico y clásico, pero se basaban en conjuntos de datos clásicos preexistentes que tenían que transformarse 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 «gatos» o «perros».

El equipo está lidiando con el proceso de etiquetado desde una perspectiva diferente, primero utilizando sensores cuánticos para recopilar sus propios datos. Esto es más como usar una cámara cuántica dedicada, marcar la foto como «perro» o «gato» al tomar una foto.

«Muchos algoritmos considerarán los datos almacenados en el disco de la computadora y luego los convertirán en un sistema cuántico, lo que requiere tiempo y esfuerzo», dijo Zhuang. «Nuestro sistema resuelve diferentes problemas mediante la evaluación de procesos físicos que ocurren 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 la tecnología. Computación cuánticaIncluso imaginan un día integrando todo su dispositivo experimental en un chip que puede sumergirse en materiales biológicos o muestras de agua para identificar enfermedades o sustancias químicas nocivas.

«Creemos que este es un nuevo paradigma para la computación cuántica, el aprendizaje de máquinas cuánticas y los sensores cuánticos, porque realmente construye un puente para conectar todos estos campos 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, Revisión física X.
DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.021047

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El calentamiento global está ralentizando la rotación de la Tierra

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El calentamiento global está ralentizando la rotación de la Tierra

El derretimiento de los polos está ralentizando la rotación de la Tierra

Un reciente estudio publicado en la revista Nature por Duncan Carr Agnew ha revelado que el deshielo en Groenlandia y la Antártida está teniendo un impacto directo en la velocidad de rotación de nuestro planeta. Según el estudio, la pérdida de hielo en los polos está alterando la rapidez con la que la Tierra gira, lo que a su vez podría afectar la coordinación de la hora mundial y la sincronización de los relojes atómicos.

Desde 1972, se han tenido que añadir segundos intercalares en varias ocasiones para ajustar el Tiempo Universal Coordinado (UTC) debido a la ralentización de la rotación de la Tierra. La masa de las capas de hielo en los polos ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los océanos, lo que contribuye a este fenómeno.

El calentamiento global ha provocado un aumento del deshielo en el Ártico, lo que está causando que la Tierra gire más lentamente. Este efecto del cambio climático, lejos de ser positivo, es otro indicio de cómo estamos afectando negativamente al planeta.

Según el autor del estudio, este hallazgo debería ser motivo de preocupación y debe servir como un recordatorio de la urgencia de tomar medidas para frenar el calentamiento global y proteger nuestro planeta. La ralentización de la rotación de la Tierra es solo uno de los muchos efectos adversos que el cambio climático está teniendo en nuestro mundo.

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Ciencia y tecnología

PS5 anuncia una nueva función para la consola que llegará este año

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PS5 anuncia una nueva función para la consola que llegará este año

La consola PS5 de Sony ha anunciado una nueva función revolucionaria que llegará este año, la cual invitará a los jugadores a ayudarse mutuamente en sus juegos. Se trata de una extensión de la función de Ayuda de juego de la comunidad, donde los jugadores podrán acceder a pistas generadas por otros jugadores para superar los desafíos más difíciles.

Esta nueva función estará disponible para todos los jugadores de PS5, pero los suscriptores de PlayStation Plus tendrán la ventaja de poder ver pistas de otros jugadores de forma exclusiva. Los vídeos de los jugadores serán valorados por su utilidad, permitiendo a los usuarios encontrar rápidamente la ayuda que necesitan para avanzar en sus juegos.

Para acceder a esta función, los jugadores simplemente tendrán que pulsar el botón PS del DualSense o utilizar la aplicación PlayStation App. Desde el menú de Ajustes de la consola, podrán participar en la comunidad y compartir sus propias pistas para ayudar a otros jugadores.

Es importante destacar que los vídeos serán revisados por un equipo de moderación antes de ser publicados, garantizando así que el contenido sea adecuado y útil para todos los usuarios. Además, se espera que esta función se vaya incorporando a más juegos a lo largo del año, brindando a los jugadores una nueva forma de colaborar y disfrutar de sus juegos favoritos en la consola PS5.

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El karma en los videojuegos: una secuela que llevó a la quiebra a su empresa – Vandal

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El karma en los videojuegos: una secuela que llevó a la quiebra a su empresa – Vandal

La empresa de videojuegos THQ cierra sus puertas dejando huérfanas a varias IPs emblemáticas

La editora de videojuegos estadounidense THQ, conocida por títulos como Darksiders, cerró hace más de una década después de declararse en bancarrota, dejando en el aire el futuro de varias de sus franquicias más queridas.

En 2012, la empresa atravesaba una mala racha y acumulaba pérdidas importantes. El juego Darksiders II, lanzado en agosto de ese mismo año, tenía un presupuesto colosal de 50 millones de dólares. A pesar de ser aclamado como una de las mejores secuelas de la industria, Darksiders II resultó ser un fracaso comercial para THQ.

Tras la quiebra de la empresa, los derechos de la marca Darksiders fueron adquiridos por Nordic Games, quien se encargó de continuar la saga. Darksiders II se destacó por su mundo abierto, diseño artístico, banda sonora, jugabilidad y diseño de escenarios y mazmorras, convirtiéndose en un referente en el género de aventura y acción.

A pesar de sus bajas ventas, Darksiders II es considerado uno de los mejores juegos del siglo en su categoría. Tras la disolución de THQ, sus propiedades intelectuales fueron subastadas entre diferentes compañías, y la saga Darksiders continuó bajo el desarrollo de Gunfire Games, un estudio formado por ex-empleados de Vigil Games.

Los fanáticos de la franquicia esperan ansiosamente un cuarto juego principal de la saga, aunque admiten que será difícil superar la sombra dejada por Darksiders II. La historia de THQ y Darksiders sigue siendo recordada en la industria de los videojuegos como un caso emblemático de éxito y fracaso en la industria del entretenimiento digital.

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