Computadoras de bosones. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

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Computadoras bosónicas

06.01.2013

Las computadoras de un nuevo tipo superarán a las clásicas en términos de potencia y podrán competir con las cuánticas. Se basan en bosones y son similares a las computadoras cuánticas, y se diferencian de las tradicionales en varios aspectos importantes. En las computadoras convencionales, los datos se representan como ceros y unos, expresados en los estados de encendido y apagado del transistor. Las computadoras cuánticas usan bits cuánticos, o qubits, que también pueden estar en una superposición de estados de encendido y apagado. Esta característica hace que las computadoras cuánticas sean capaces de realizar computación paralela a nivel físico, gracias a lo cual pueden resolver problemas específicos mucho más rápido. En teoría, una computadora cuántica con 300 qubits puede realizar simultáneamente más cálculos que átomos hay en el universo.

Pero mantener los qubits en superposición es todo un desafío; y se vuelve más complejo cuantos más qubits están involucrados en los cálculos. Debido a esto, la creación de una computadora cuántica más poderosa de lo habitual en la práctica debería ser extremadamente difícil.

Recientemente, dos grupos independientes de científicos han creado un nuevo tipo de dispositivo que puede denominarse computadora bosónica. Se llama el puente entre las computadoras clásicas y cuánticas. Tales máquinas también usan la naturaleza inusual de la física cuántica, pero no necesitan qubits. Por lo tanto, “tecnológicamente, son mucho más fáciles de crear que las computadoras cuánticas en toda regla”, dice Matthew Broom, físico cuántico de la Universidad de Queensland (Australia). Aunque las computadoras bosónicas son teóricamente capaces de lograr potencias más bajas que las computadoras cuánticas, aún deberían superar a las computadoras clásicas. En lugar de qubits, utilizan un tipo especial de partículas conocidas como bosones. “En este caso, usamos fotones”, dice Ian Walmsley, físico cuántico de la Universidad de Oxford (Inglaterra).

Broome y Welmsley trabajaron en dos equipos diferentes para desarrollar de forma independiente una computadora bosónica basada en un concepto descrito por primera vez por Scott Aaronson del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE. UU.). La computadora consta de varios dispositivos, cada uno de los cuales crea fotones individuales. Luego, los fotones ingresan a la red común, donde se influyen mutuamente. Las salidas de esta red están equipadas con sensores que analizan partículas. Calcular a qué salida llegarán esos fotones, una operación llamada selección de bosones, va más allá de la informática clásica cuanto más fotones estén involucrados en el proceso. La computadora que Broome y sus colegas desarrollaron usa tres fotones; en la computadora de Walmsley y sus coautores - cuatro.

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

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Las bacterias ayudan a mantener la piel sana 10.10.2014

Intentamos eliminar las bacterias de la piel y adquirir productos cosméticos de última generación que prometen un efecto antibacteriano cada vez más potente y duradero. De hecho, los microbios en la piel pueden causar muchos problemas, como acné o inflamación de las glándulas sebáceas, que se cree que se debe a la bacteria Propionibacterium acnes. Así que no en vano tratamos de mantener nuestra piel limpia lavándonos el polvo, la suciedad y el sudor con la mayor frecuencia posible.

Pero no todas las bacterias son igualmente dañinas. Investigadores de AOBiome (EE.UU.) hablaron en una conferencia de la Sociedad Americana de Microbiología sobre los beneficios de las bacterias nitrificantes para la piel. Se encuentran en abundancia en el agua y el suelo, siendo actores importantes en el ciclo del nitrógeno. Los productos de su actividad vital son los nitritos (sales de ácido nitroso) y el óxido nítrico NO. Pero estos compuestos juegan un papel importante en la fisiología: en la regulación de la inflamación, la cicatrización de heridas, la expansión y el estrechamiento de los vasos sanguíneos. (Por ejemplo, recientemente se descubrió que el óxido nítrico suprime la respuesta autoinmune, y esta es solo una de sus funciones cada vez mayores). Además, los microbios nitrificantes podrían absorber el amoníaco, que se libera con el sudor y altera el equilibrio ácido-base. Equilibrio en la superficie del epitelio de la piel. Por lo tanto, a los autores del trabajo se les ocurrió una idea simple para plantar microbios en una persona y ver si cambia la condición de la piel.

A los voluntarios que aceptaron el experimento se les administró una suspensión de la bacteria Nitrosomonas eutropha extraída del suelo en la cara y la cabeza; algunos recibieron una suspensión de placebo libre de bacterias. Durante las dos primeras semanas, ninguno usó champús ni ningún otro producto para el cuidado del cabello; en la tercera semana, todos volvieron a sus procedimientos habituales de higiene y cosmética.

Las bacterias se arraigaron en las personas: en aquellos que se untaron con una sustancia bacteriana, el ADN de los microbios nitrificantes se encontró en el 83-100% de los casos después de una semana y en el 60% después de dos semanas. El resultado principal, según los autores del trabajo, fue que la condición de la piel con bacterias mejoró, y cuanto más fuerte, más bacterias permanecieron en ella. Los voluntarios no tenían su propia N. eutropha, esto se comprobó especialmente antes del experimento, para que el efecto pudiera atribuirse completamente a la suspensión bacteriana. En cuanto a los efectos secundarios, no se pudieron encontrar.

N. eutropha puede ejercer su efecto no solo directamente al liberar compuestos de nitrógeno fisiológicamente activos y reducir el pH, sino también al influir en la microflora de la piel. Después de todo, no importa cuánto lo intentemos, es imposible deshacerse por completo de las bacterias de la piel, y los microbios nitrificantes podrían ajustar la microflora de la piel para que se comporte bien. A pesar de las pequeñas estadísticas (solo 24 personas participaron en el experimento), el resultado positivo de la presencia de N. eutropha fue bastante obvio. Sin embargo, todavía es necesario confirmar los datos obtenidos en un experimento más impresionante, al menos para asegurarse una vez más de que no hay efectos secundarios negativos.

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