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8:37 PM Artículo de investigación - Ondas |
La "luz prohibida", el fascinante descubrimiento que puede revolucionar la tecnología cuántica, por Mauricio Yuffra y Reynaldo Mamani
SINOPSIS
La física o mecánica cuántica es la rama de la física que estudia la naturaleza de los sistemas atómicos y subatómicos. En mayo de 2020, se dió lugar a uno de los hechos más importantes en este aspecto, “la luz prohibida” fue descubierta en Estados Unidos. Aunque parezca raro su nombre en realidad hay un hecho muy interesante por el que se le llama así. Ésta luz podría revolucionar la tecnología tal y como la conocemos, pues su uso la cambiaría por completo.
INTRODUCCIÓN
En el presente artículo de investigación veremos a fondo una nueva “luz prohibida”, como los científicos lograron descubrirla, qué relación tiene con las ondas de la luz y qué posibilidades se nos abren en este nuevo camino. Veremos además un poco de computación cuántica, cómo funciona y por qué es tan importante.
METODOLOGÍA
¿Qué es?
Es uno de los descubrimientos más importantes para la materia cuántica. Exactamente son emisiones de terahercios del segundo armónico en superconductores, sin embargo, este hecho va en contra de las leyes de la física y por ello es que se le conoce como “la luz prohibida”. Fue descubierto por los científicos de la Universidad Estatal de Iowa en asociación con expertos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE.UU.
¿Cómo se descubrió?
Para poder descubrir esta peculiar luz se utilizó una espectroscopía de terahercios cuánticos capaz de visualizar y dirigir el flujo de los electrones. El equipo hace uso de flashes láser con una frecuencia de billones de pulsos por segundo, lo que acelera los superconductores y da lugar a nuevos estados cuánticos de la materia.
Estos superconductores acelerados cuentan con un número de electrones que forman parejas conocidas como pares de Cooper que generan supercorriente, la cual está prohibida por las leyes de la física. Cuando se analiza la luz emitida por los pares de electrones es cuando se descubre porque exactamente éstas partículas se aceleran, la respuesta yace en emisiones de terahercios de luz del segundo armónico. Lo interesante es que están prohibidos en los superconductores y van en contra de la física clásica, sin embargo, es uno de los mayores descubrimientos hechos para la física cuántica.
¿Para qué sirve?
Según los científicos, estas emisiones de “luz prohibida” tienen la posibilidad de ser aplicadas en la elaboración de computadoras cuánticas muy veloces, en la rama de las comunicaciones y otras tecnologías.
"Encontrar formas de controlar, acceder y manipular las características especiales del mundo cuántico y conectarlas con problemas del mundo real es un gran impulso científico en estos días", comentó Perakis al sitio de la Universidad Estatal de Iowa. Esto refleja la importancia del estudio de estos temas, ondas de luz y física cuántica.
Por otro lado, es fundamental el estudio y desarrollo de tecnologías relacionadas a este descubrimiento ya que permitirá tener altas velocidades y bajo consumo de energía para la computación cuántica y electrónica.
Computadoras cuánticas.
Las computadoras cuánticas tienen de base los qubits, a diferencia de las computadoras clásicas que usan los bits. ¿Qué diferencia hay entre estos dos?, los bits pueden estar en 1 o en 0, en cambio los qubits pueden tomar los dos valores al mismo tiempo, esto nos da más posibilidades de algoritmos.
Esa es la esfera de Bloch que representa a un qubit.
Los algoritmos cuánticos se fundamentan en un margen de error en operaciones de base, así mismo, trabajan reduciendo este margen a niveles más pequeños, como al nivel de error de las máquinas que tenemos actualmente. ENcontramos los siguientes algoritmos:
Algoritmo de Shor.
Algoritmo de Grover.
Algoritmo de Deutsch-Jozsa.
Entre 1998 y 1999, algunos investigadores de Los Álamos y el Instituto Tecnológico de Massachusetts consiguieron propagar un primer cúbit a través de una solución de aminoácidos. Esto fue el precedente para analizar la información que puede transportar un qubit.
En este año también nació la primera máquina de 2 qubits, la cual fue presentada en la Universidad de Berkeley, California, Estados Unidos. En 1999, en IBM-Almaden, se creó la primera máquina de 3 qubits que pudo ejecutar por primera vez el algoritmo de búsqueda de Grover.
En septiembre del año 2007, el National Institute of Standards (NIST) de Boulder y la Universidad de Yale en New Haven lograron unificar componentes cuánticos a través de superconductores. Esto es llamado bus cuántico, el cual puede ser utilizado como memoria cuántica, reteniendo información cuántica durante un corto periodo de tiempo. La luz prohibida tiene una gran importancia en el tema de superconductores, sus billones de pulsos por segundo ayudan a acelerarlos.
Más utilidades: https://www.youtube.com/watch?v=m4NFvbjLVdo
DISCUSIÓN
Las leyes de la física no aprueban la luz de terahercios de segundo armónico, sin embargo, los hechos concretos la comprueban y afirman su existencia.
CONCLUSIONES
La luz prohibida es uno de los descubrimientos más importantes en la física cuántica. Esta se llama prohibida ya que va en contra de las leyes de la física clásica, lo que nos da a entender que en nuestro planeta hay hechos que simplemente se rigen por sí solos.
La luz prohibida son emisiones de terahercios del segundo armónico, una frecuencia muy “cercana” a la de la luz real.
La luz prohibida influye sobre los superconductores acelerándolos con sus terahercios.
Las aplicaciones más cercanas que encontramos van relacionadas a la computación cuántica y el sistema de qubits.
REFERENCIAS
Martínez de la Fe, E. (2020, mayo 28). Una luz que no debería existir rige la superconductividad. Tendencias. https://tendencias21.levante-emv.com/una-luz-que-no-deberia-existir-rige-la-superconductividad_a45904.html
Nielsen, M. y Chuang, I. "Quantum Computation and Quantum Information" Cambridge University Press (Setiembre, 2000), ISBN 0-521-63503-9.
The100tist. (30 de junio, 2020). La luz ´´PROHIBIDA´´| Descubre para qué Podría FUNCIONAR. https://www.youtube.com/watch?v=m4NFvbjLVdo
BBC News Mundo. (22 de mayo, 2020). Qué es la "luz prohibida", el fascinante descubrimiento que puede revolucionar la tecnología cuántica. https://www.bbc.com/mundo/noticias-52764962
Schmidt, F. (25 de octubre, 2019). ¿Para qué sirve en realidad una computadora cuántica?. https://www.dw.com/es/para-qu%C3%A9-sirve-en-realidad-una-computadora-cu%C3%A1ntica/a-50991735
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Categoría: LA LUZ |
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