Computación Cuántica; "la rareza de existir en dos estados contradictorios al mismo tiempo"

Los ingenieros electónicos y ejecutivos de las empresas globales de informática están abocados al diseño y el desarrollo de creación de los equipos de la PC cuántica hasta el 2035. Estas máquinas basarían su concepto en la manipulación de micro elementos como la partícula subatómica (electrones y fotones) que tendrán una capacidad de procesamiento exponencial cien o más veces mayor que en la actualidad con la PC binaria, lo cuál podrán resolver en minutos operaciones que hoy llevaría años.
El progreso actual tiende cada vez a la miniaturización de los chips de silicio que tienen un límite, y se está cerca el momento en que achicar más los transistores será imposible. Las máquina actuales hacen maravillas pero están también cerca de autolimitarse ya las computadoras deben evaluar millones de alternativas de una vez, mientras que las cúanticas pueden comparar todas las alternativas al mismo tiempo de forma exponencial, y así como referencia una PC cuántica puede romper los códigos de encriptación en minutos para todo el comercio electrónico mundial.
Otro aspecto donde la computación cuántica sería bienvenida es en la simulación de fenómenos naturales para el desarrollo de drogas fármaco nanotológicas o en los estudios del origen del Universo y el calentamiento global. En la PC actual la info se procesa desde un texto o video reduciéndose a una larga cadena de 0 y 1 que se traducen en letras, signos, sonidos y colores y cada uno de éstos 0 y 1 contienen un bit (unidad mínima de info) como entidad física, y un "puntito" registrado dentro de un disco rígido. Cada bit tiene un valor por vez en determinado momento y así podrá ser 0 u 1 y sus múltiples combinaciones.
El dígito binario o bit es la señal electrónica que tiene dos estados 1 con carga eléctrica y 0 sin energía y el número 2 se escribe en binario como 1 y 0 y es almacenada en memoria, y para sumar 1+2=3 se necesitan tres memorias de 2 bits o sea 1(01)+2(10)=3(11) y para su cálculo se necesita un programa algorítmico que sería el que suma 3 en un registro por vez para dar el resultado (11).
En la computación cuántica en cambio, la unidad mínima de info es el qubit (bit cuántico) que tiene la particularidad de estar en estado "0", en el estado "1" y en infinitos estados intermedios, y todo a la vez. Así el qubit puede valer 0 y 1 al mismo tiempo y con la probabilidad para cada valor, ya que ésta rara propiedad del sistema cuántico hace que un objeto pueda potencialmente estar en varios lugares al mismo tiempo comportándose como "onda" o "partícula" dependiendo de la medición o en estado de superposición.
La superposición es un tercer estado de la probabilidad cuántica, en el cuál un objeto puede existir en dos estados contradictorios al mismo tiempo en 0 y en 1, son la característica de la "rareza" de la mecánica cuántica y por tal principio aplicado a la info desencadena un modelo nuevo en la computación; ya que cada qubit de información puede tener más de un valor al mismo tiempo, pero en estado puro de unos o ceros de superposición utilizado para el procesamiento, y cuánto más cerca del 0 esté, más probabilidad tiene de ser 0 ó viceversa, y que no se limita al 0 y 1 como en la computación binaria.
Para explicar ésto fácil imaginemos al electrón como al planeta con sus polos N y S que asignamos dos estados "0" al norte y "1" al sur y dividiremos con el ecuador el estado medio en un 50% con 0y1 de ser tanto 0 como 1, ó probabilísticamente los dos estados al mismo tiempo 0 y 1. Si el electrón apunta hacia arriba se codifica como 0 y si lo hace hacia abajo es 1 y si apunta hacia cualquier lugar entre 0 y 1, está en estado de superposición. La forma de manipular la superposición es modificando la orientación de sus estados del electrón y posesionarlo en el lugar deseado, es aplicando una campo electromagnético.
Ahora bien, otra propiedad cuántica de los qubits es su entrelazamiento, y en ésta condición los estados de los qubits se mezclan 0y1 + 0y1 y si un qubits tiene los estados 0 y 1 al mismo tiempo, entonces 2 qubits mezclados pueden tener todas las combinaciones posibles de dos 0 y dos 1 para obtener la memoria de 2 qubits.
De ésta forma en una memoria de 2 qubits pueden estar almacenados 4 números: 0(00),1
(01), 2(10), 3(11) y éstos procesan la info de todos los estados cuáticos de memoria.
Se obtendrá de esta manera un resultado más rápido que involucran un gran número de bits a diferencia de las PC binarias, por el largo tiempo que precisarían para el cálculo.
Los científicos deberán superar varios obstáculos y uno de ellos es el desarrollo de software que genere nuevos algoritmos (secuencia de órdenes) que se adapte a los tipos de cálculos cuánticos que las máquinas precisarán hacer. Para resolver éstos problemas se deberá encontrar la manera de hacer operaciones que den el resultado de controlar los átomos y protones individuales, con la precisión suficiente para permitir el proceso de la info cuántica y protegido de la alteración ambiental, ésto es lo difícil del problema dice el Dr. Marcelo Rozemberg en física matemática de la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA.

Los científicos del NIST (Instituto Nacional de Stándares y Tecnología de los EE.UU) lograron demostrar la viabilidad de un procesador cuántico programable de 2 qubits. Hasta el momento existen sistemas cuánticos que usan poca capacidad y no pueden hacer cálculos sofisticados, se espera poder agrandar su capacidad pero se vuelven inestables, por ahora. Si en los próximos 15 años se consiguiera construir una PC cuántica de 100 qubits competiría con las actuales, y con una de 1000 qubits superaría a las supercomputadoras clásicas más modernas.
Su mayor atributo es no ser cien o mil veces más rápidas sino abordar los problemas complejos como desciframiento de códigos y la seguridad ya que al agregar un caracter a una contraseña, se hace 50 veces más difícil para que la computadora actual binaria lo averigue, para 5 caracteres llevaría un segundo y para 10 caracteres le llevaría 10 años y si duplicara la extensión a 20 tardaría 13 millones de años para descifrar el código.
La computadora cuántica que no opera de ese modo, averiguar 5 caracteres le lleva 1 segundo, los 10 cuatro segundos y los 20 caracteres apenas 17 segundos.
Comparando como hoy hemos progresado, es así que al inicio en 1939 en un laboratorio de Iowa el profesor de física John Atanasoff y su estudiante Clifford Berry presentaron una máquina eléctrica digital con válvulas electrónicas que hacía operaciones más rápidas, luego el ENIAC en 1946 de la Universidad de Pensilvania mejoró la máquina con 17.000 válvulas y pesaba 30 Tn con la dimensión de 2,1/2 m de alto por 1 de profundidad y 30 cm de ancho, para que en 1962 se definiera a la informática como un acrónimo del francés infoautomatique creado por el Ing. Philippe Dreyfus que consideró un tratamiento de la información con el uso de dispositivos electrónicos.
Richard Jozsa es considerado uno de los fundadores de la materia de la ciencia cuántica de la información y ha hecho contribuciones fundamentales a ése campo. La importancia de su trabajo fue reconocido por el otorgamiento del Premio 2004 Naylor de la Sociedad Matemática de Londres.
El resultado más importante de la teoría cuántica de la información es el hecho de que un ordenador cuántico puede llevar a cabo las tareas de cálculo exponencialmente más rápido que cualquier otro dispositivo clásico, ésto fue mostrado por primera vez por Jozsa, con Deutsch, en 1992. Con Schumacher y otros, Jozsa ha desarrollado la fuente de codificación de teorema cuántica, uno de los resultados fundamentales en los que se basa la teoría de la información cuántica. Jozsa es también co-descubridor de la piedra angular de la comunicación cuántica, teleportación cuántica, éste protocolo es ahora una herramienta esencial en casi todos los debates de la comunicación cuántica y llevado al reconocimiento como papel clave del entrelazamiento cuántico en la comunicación.
Es de esperar que los próximos años de desafíos experimentales tendrán una avanzada más rápida ya que las previsiones de la actual computación binaria está agotando sus posibilidades técnicas dada su masividad popular.
Más info en: www.qubit.org/
http://www.computacióncuantica.com/

La computación cognitiva en desarrollo basada en el funcionamiento de la dinámica cerebral

Los científicos, en IBM Research Almaden, en colaboración con colegas del Lawrence Berkeley National Lab, han realizado la primera simulación cortical del cerebro casi en tiempo real que supera la escala de una corteza de gato, y contiene mil millones de neuronas en actividad y 10 billones de sinapsis de aprendizaje individuales. Además, en colaboración con investigadores de la Universidad de Stanford, los científicos de IBM desarrollaron un algoritmo que explota la arquitectura de supercomputación Blue Gene® a fin de medir y mapear en forma no invasiva las conexiones entre todas las ubicaciones corticales y subcorticales dentro del cerebro humano utilizando imágenes ponderadas de difusión de resonancia magnética.
IBM informa que, tras un largo esfuerzo de investigación, los científicos de la compañía han conseguido poner en marcha la mayor «simulación cortical» realizada hasta ahora, equivalente en complejidad del cerebro de un gato y continúa desarrollando un mapa del cerebro humano, en su esfuerzo por construir un chip cognitivo capaz de imitar y emular las funciones del cerebro.
Estos hitos representan la finalización de la FASE 0 de la iniciativa “Systemsof Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE)” de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Defensa (DARPA) de Estados Unidos, proyecto que tiene como objetivo la creación de un chip cognitivo, con la capacidad de imitar y emular las funciones del cerebro.

A través de estas investigaciones, IBM tiene como fin abordar sistemáticamente campos propios de la actividad cerebral hasta ahora no emulados, tales como sensación, percepción, interacción y cognición.
La computación cognitiva aspira a enlazar de manera asincrónica datos digitales y analógicos, a diferencia del sistema de cómputos moderno, basado en un modelo de programa almacenado, con circuitos digitales, sincrónicos y seriales. “Aprender del cerebro es una forma atractiva de superar los desafíos que hoy enfrenta la computación en materia de energía y densidad”, comentó Josephine Cheng, IBM Fellow y directora del laboratorio de IBM Research - Almaden. “A medida que los mundos físicos y digitales siguen fusionándose y la computación se integra a la trama de nuestras vidas cotidianas, resulta imperativo crear un sistema de computación más inteligente que pueda ayudarnos a extraer sentido de la creciente cantidad de información que tenemos a disposición, de la misma manera en que nuestros cerebros pueden interpretar y actuar rápidamente frente a tareas complejas”.

Investigadores de las distintas sedes de IBM a nivel mundial trabajan en colaboración con científicos de las universidades de Stanford, Wisconsin-Madison, Cornell University, California- Merced y del Centro Médico de laUniversidad de Columbia para dar con éste nuevo paradigma que revolucionará al mundo entero.
Con los recientes avances y la finalización de la FASE O de la investigación, los científicos ya pueden explorar la dinámica computacional del cerebro y prometen acercar más al equipo a su objetivo de realizar un chip sinaptrónico compacto y de baja potencia utilizando nanotecnología y avances en la memoria de cambio de fase y uniones de túnel magnético.
Para continuar con el trabajo, IBM y las Universidades asociadas recibieron recientemente una financiación adicional de US$ 16,1 millones de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Defensa (DARPA) de Estados Unidos, para avanzar en la Fase 1. En esta nueva etapa de la investigación, el equipo de IBM se focalizará en los componentes, haciendo hincapié en la arquitectura cerebral para dar con la construcción de un chip prototipo.
Video

Cámara de cine de Sony filma en 3D con una lente

Sony Corporation acaba de anunciar que ha desarrollado una cámara de cine que revolucionará el mercado capaz de grabar en 3 Dimensiones y con una única lente. Este avance representa un paso gigante en la grabación de imágenes 3D y facilita el rodaje al evitar trabajar con dos cámaras como hasta ahora con la técnica estereoscópica, o una cámara para cada ojo usando lentes. Sony, con la nueva tecnología, pretende rodar una única imagen que después separa a izquierda y derecha en imagénes individuales. Esta cámara se presentará en la Feria Ceatec Japan 2009 que se celebrará en Chiba, Japón, entre los días 6 y 10 de Octubre.

La mayoría de cámaras 3D hoy en día utilizan dos lentes, una para la imagen derecha y otra para la izquierda. Esta disposición hace que sea necesario poner mucho cuidado a la hora de sincronizar y alinear ambas lentes para que los resultados transmitan el mismo nivel de percepción tridimensional a ojos del público usando lentes.

Que haya una única lente elimina el paso intermedio de ajuste milimétrico. La cámara de Sony registra una sola imagen y luego la somete a un proceso de separación y de grabación con sensores individuales de imagen.

Otra innovación es que la luz se capta mediante espejos en lugar de disparadores lo que según el fabricante consigue que se gane en suavidad visual.
La nueva cámara se une a los muchos proyectos que Sony lleva a cabo en la actualidad en el terreno de las tres dimensiones.

En 2010 verá la luz el Sony Bravia Full HD en 3D, que ya se presentó en la pasada edición de la feria berlinesa IFA 2009. Incluso su plataforma para videojuegos PlayStation 3 va a pasar por la experiencia 3D.
En definitiva, la japonesa parece apostar fuerte por una tecnología en la que también muestran un hondo interés otras compañía como Panasonic, LG o Fujitsu. Será cuestión de tiempo saber quién pesca primero el pez más grande del segmento en el mercado por la carrera de las tres dimensiones.

"El celu-reloj pulsera"

(Saludyciencias.com.ar ) Una de las principales empresas relacionadas con teléfonos celulares acaba de presentar, en Francia, su modelo de teléfono celular que sirve también de reloj pulsera. Se trata del S9110, un teléfono pulsera que como dicen sus creadores de la empresa Samsung- es el más delegado y seguramente el más práctico del mundo.
El equipo tiene una pantalla táctil de 1,7 pulgadas y, además de ser un teléfono celular, aspira a ser un elemento de moda y distinción.
Most y hablar fuera poco para este teléfono celular de pulsera, también es posible para el usuario chequear su correo electrónico utilizando una versión especial del programa Outlook.
El nuevo teléfono celular cuesta, en Europa, alrededor de 450 .
Y entre sus aplicaciones para no ser menos que sus hermanos mayores, este equipo tiene conectividad Bluetooth, es capaz de reproducir archivos mp3 y reconoce la voz, lo cual lo convierte en algo muy práctico para dictarle un número telefónico y que disque en forma automática.
Su memoria interna es de 40 megabytes y tiene un acabado especial en su pantalla en antirayones.
www.neomundo.com.ar

Hacia la PC semántica, su llegada con Internet 3.0, cambiará la vida de la gente con su integración

Para el 2010 se iniciará en la web el camino 3.0 como una nueva modalidad de Internet con nueva infraestructura. Éste camino cibernético en la web inteligente o semántica contendrá la información contextual y metadatos (datos sobre los datos) que las computadoras comprenderán por sí mismas con datos que se estén procesando.
Un ejemplo sería cuando un documento tenga el término H2O como agua, el software de la PC interpretará como la fórmula química del agua o diferenciaría a ésta como una variedad de agua saborizada.

Así los investigadores buscan el desafío de poner el contexto de la información se haga de modo automático y más fácil, amigable y coloquial con el usuario al tomar decisiones correctas a cada situación y ser mas accesible para la gente.

Los trabajos en la Universidad de San Andrés señalan que la masividad de los equipos portátiles hará que Internet se adapte a ellos mediante los accesos móviles a servicios y contenidos específicos. Otros planean preferir que la red se mantenga neutral y cada quién decida que hacer y como navegarla. Asoman así nuevas formas de comunicarse para agilizar la vida cotidiana con la web 3.0 que se podrá navegar desde muchos dispositivos fijos, notebooks y celulares combinados con la TV y electrodomésticos como una hedera que detectará los productos faltantes, y enviará un pedido de compra al supermercado para su reposición. Por el celular el usuario recibe el aviso del importe de la compra así como el mensaje del próximo lanzamiento del DVD de su preferencia.
En la unidad de control en la casa domótica mediante la notebook se organizan las vacaciones con solo poner los datos de los viajeros y su destino indicando el presupuesto que se dispone, y el sistema que conoce los gustos y preferencias dará las prioridades a los viajeros, como así se recibirá de la web las emisiones radiales que selecciona la música según el gusto del oyente, y mediante la TV plasma será fácil ver los e-mail recibidos.

Con la web semántica se podrá hacer mucho más, como poder pedir fotos de caballos de distintos colores sobre montañas nevadas o alados pegasos.

Ya el nuevo buscador Wolframalpha puede responder a preguntas formuladas en lenguaje ameno y coloquial con respuestas precisas a diferencia del buscador convencional con links de otros sitios.

Los especialistas anticipan que seguirá creciendo la Internet en celulares con más tiempo de navegación, video conferencia y video presencia.

El mayor problema será que debido a la inmensa información que contiene la web, resultará difícil encontrar la info buscada, pero para ello se está consiguiendo integrar catalogar los datos más necesarios para hacerlos eficientes y fáciles de usar con la web semántica.

Según la consultora UNIT TBI, 20 millones de argentinos son usuarios de Internet, un 52% se conecta diariamente y apenas 3 millones tienen banda ancha en su hogar, y son usadas 400.000 conexiones abiertas de acceso gratuito en todo el país.

Según los datos de Prince & Cook sobre el tiempo de los usuarios que se conectan, alcanza a 22 horas semanales, representando un 58% con respecto al 2007 que no superaba las 14 horas semanales.

El nivel educacional que lo utiliza es de 4 sobre 10 usuarios tiene nivel secundario, entre ambos sexos equitativo, y un 54% cree que lo mejor de la web es la información relevante para toma de decisiones, un 52% utiliza las redes sociales y un 39% que venció el miedo pasa su tarjeta para hacer compras virtuales por la red.

En el mundo 1600 millones de personas usa Internet lo que equivale al 25% de la población mundial.

Desde 1985 en que se lanzó el sistema Windows 1.0 que popularizó al Internet continuó aceleradamente su desarrollo en forma masiva con más interés por el ciberespacio en la web, y comenzaría a crearse una nueva corriente en 2010 con la Web 3.0 al reconocer un lenguaje más fácil y coloquial con las personas.

Ver otro artículo relacionado; "Nuevo buscador algorítmico para PC diferente de Google" en; www.ciberapit.blogspot.com

Hacia la futura PC; a un paso del salto cuántico

Según los investigadores del laboratorio Almaden de IBM en California EE.UU, en la próxima década se estaría a un paso de revolucionar la industria informática con los nuevos microchips para el almacenamiento de datos. Èsto produciría el paso necesario al salto cuántico que permitirá que un interruptor de dos moléculas de hIdrógeno junto al magnetismo del átomo tener la capacidad de almacenarlo en dispositivos digitales.
Dicho de manera más simple, los científicos en Almaden están cerca de lograr almacenar datos en átomos individuales con un título métricamente sugestivo: "Large Magnetic Anisotropy of a Simple Atomic Spin Embeded in a Surface Molecular Network", significando que puede ser posible usar las propiedades magnéticas de los átomos de hierro que están en una superficie de cobre para poder guardar números 1-0 como base en la PC nueva, y éste trabajo fué publicado en la revista Science.
El "binary digit" es el conocido bits, las únicas cifras de 0-1 en sus infinitas combinaciones que componen la información digital de la PC, fotocámaras, iPod y celulares, aunque ya se especula con investigaciones de combinación trinaria. El actual mayor desfío de la industria tecnológica electrónica es reducir al mínimo el tamaño que ocupan los bits que almacenan la info, y éste avance estaría cerca al reemplazar el silicio que se usan actualmente por interruptores basados en moléculas de hidrógeno sobre una molécula de naftalocianina, reemplazando a los circuitos de silicio por hafnio. De ésta manera se expandería la densidad de información de los chips en mil quinientas veces más y ésto cambiaría el paradigma de la tecnología informática actual como lo hizo el transistor en 1947 y el microprocesador en 1971.
Como caso páctico de éste hallazgo diremos que al reeemplazar los circuitos de silicio por la nueva tecnología cuántica se aumentaría la capacidad de la información almacenada, sí por ejemplo," 30.000 largometrajes estarían contenidos en un bloque de tamaño de un celular, y ésto equivale a todas las películas que podría ver una persona a lo largo de su vida si fuera al cine todos los días."
Éstos interruptores electrónicos se podrían reducir compactándolos en un módulo tan pequeño que una computadora podría caber en un grano de arroz, con el desarrollo de la nanochips, es lo que especulan en un futuro los científicos del laboratorio en Almaden de Desarrollo de IBM.
ADN e1000