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Científicos de la Universidad de California han desarrollado una nueva forma de manipular los átomos dentro de cristales de diamante para que almacenen la información suficiente como para funcionar como memoria cuántica, que no codifica la información como 0s y 1s, que manejan las computadoras convencionales, sino en ambos estados, 0 y 1, al mismo tiempo

Los físicos cuánticos quieren utilizar estos datos para enviar información de forma segura, y esperan construir computadoras cuánticas que puedan resolver, finalmente, aquellos problemas que quedan fuera del alcance de la tecnología de hoy.

Para este desarrollo de esta memoria cuántica, los diamantes no deben ser perfectos, así que no provienen de Tiffany & Co. La clave de la tecnología son las impurezas.

“Por extraño que parezca, puede que el camino a seguir no sea la perfección”, dijo David Awschalom, de la Universidad de California en Santa Bárbara. “Queremos hacerlo con los defectos.”

Uno de los defectos más comunes en el diamante es el nitrógeno, que le da a la piedra un tono amarillo. Cuando un átomo de nitrógeno se ubica junto a un hueco vacante en el cristal de carbono, el elemento intruso proporciona un electrón extra que se mueve dentro del hueco. Hace varios años, los científicos aprendieron cómo cambiar el giro de los electrones utilizando energía de microondas, y así ponerlos a trabajar como bits cuánticos o qubits.

En busca de una forma más estable de almacenar información cuántica, Awschalom ha descubierto la manera de vincular el espín de un electrón al espín del núcleo de nitrógeno cercano. Esta transferencia, provocada por campos magnéticos, es rápida… cerca de 100 nanosegundos, comparable al tiempo se necesita para almacenar información en una memoria RAM.

La técnica tiene “una fidelidad del 85 al 95 por ciento”, dijo Awschalom el 22 de marzo en Dallas, en una reunión de la Sociedad Americana de Física.

A diferencia de algunos de los otros sistemas cuánticos en fase de desarrollo, que requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, esta memoria de diamante funciona a temperatura ambiente. Los espines en el interior del diamante se pueden cambiar y leerlos de regreso haciendo incidir una luz láser en el diamante. Esto podría hacer que el diamante se convierta en un material atractivo para los científicos que están desarrollando sistemas nanofotónicos, diseñados para mover y almacenar la información en paquetes de luz.

A diferencia del propio diamante, esta memoria cuántica no es para siempre. Pero para los estándares cuánticos, dura un tiempo muy largo. El espín nuclear sigue siendo coherente durante más de una milésima de segundo, con el potencial de mejorar al orden de los segundos.

“Sólo se puede hacer magia cuántica siempre y cuando se tenga la coherencia”, dijo Sebastián Loth, un físico de Almadén Research Center de IBM en San José, California “Si se tiene una duración de milisegundos, eso permite realizar millones de operaciones.”

Además de la estabilidad, el diamante puede superar otro obstáculo con el que se ha enfrentado la computación cuántica: que se puede ampliar hasta tamaños más grandes. En un artículo publicado el año pasado en la revista Nano Letters, Awschalom desarrolla una técnica para crear patrones personalizados de átomos de nitrógeno en el interior de un diamante, que utilizan rayos láser para implantar miles de átomos en una cuadrícula.

Las memorias cuánticas de diamantes de Awschalom también podría ser útiles para construir grandes redes cuánticas. En la actualidad, la información cuántica se transmite conectando, o entrelazando, los qubits. Este esquema se limita a distancias de kilómetros. Unos repetidores cuánticos podrían utilizar pequeños chips de diamante para capturar, almacenar y retransmitir esta información, y así ampliar la gama, permitiendo que las redes cuánticas trabajen a distancias mucho mayores.

Fuente: Science News. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

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• Primera observación de un salto cuántico en el mundo macroscópico
• Hay que abandonar lo binario para hacer ordenadores cuánticos más potentes
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• Las memorias cuánticas de gas podría enviar “mensajes fantasmales” a distancia
• Nuevo logro en teletransportación cuántica: 16 kilómetros
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• Nuevas evidencias de que existe raro supersólido cuántico
• Descubren un sorpresivo vínculo entre los fenómenos cuánticos extraños

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Un nuevo microscopio desarrollado en Inglaterra permite ver objetos de 50 nanómetros, 20 veces más pequeños que hasta ahora

Un equipo de investigadores ha creado un microscopio que permite ver objetos de 50 nanómetros bajo luz natural, un registro que multiplica por 20 el récord anterior. Los creadores del artefacto aseguran que permitiría a los científicos asomarse al interior de las células y estudiar virus vivos.

Los responsables del nuevo invento, bautizado nanoscopio de microesferas, son el profesor Lin Li y el doctor Zengbo Wang, de la Escuela de Ingeniería Mecánica, Aeroespacial y Civil de la Universidad de Manchester. Los investigadores, con Li a la cabeza, contaron con la colaboración de científicos de Singapur y publican los resultados de su trabajo en la revista Nature Communications de esta semana.

Hasta ahora, el objeto más diminuto que un científico había analizado bajo un microscopio corriente con cierta claridad medía 0,001 mm, pero el nuevo microscopio permite observar objetos por debajo del límite de difracción de la luz.

Cómo funciona

En un primer momento, el artefacto trabaja con una imagen virtual que las microesferas recogen y amplían. A continuación, el procedimiento se combina con un microscopio óptico convencional para ver los resultados aún más grandes. De esta manera, Li y sus colegas contemplaron imágenes de hasta 50 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un metro).

Li y su equipo sostienen que en el futuro su microscopio servirá para observar objetos aún más pequeños.

Una mirada al interior de las células

Los investigadores aseguran que gracias a su nanoscopio la biomedicina podrá adentrarse en los misterios de los virus vivos y estudiar el interior de nuestras células.

Actualmente, cuando los científicos quieren ver objetos realmente pequeños suelen recurrir a microscopios eléctricos o de electrones, pero estos dispositivos también tienen limitaciones y no sirven para mirar en el interior de las células, sino sólo a su superficie.

Por otra parte, aunque los científicos pueden recurrir a los microscopios de fluorescencia para traspasar esa barrera, esto sólo es posible tras teñir las muestras con compuestos químicos, pero esos tintes no penetran en los virus.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

• Átomos livianos, como el carbono y el oxígeno, son individualizados con un nuevo microscopio
• Captan con una cámara el traslado de monopolos magnéticos
• Avance en Física: aislan y capturan un átomo neutro en rápido movimiento
• Físicos capturan las primeras imágenes del espín atómico
• Primera imagen completa de una molécula, átomo por átomo
• Científicos consiguen volver magnéticos átomos de oro, plata y cobre
• Crean un nano-lápiz que escribe con átomos
• El nuevo microscopio muestra células en 3D
• Los físicos observan propiedades cuánticas en el mundo de los objetos
• Diseñan un microscopio en miniatura que cabe dentro de un chip

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Un día signado por el vidrio, hecho posible por la empresa Corning

Corning es una empresa de Estados Unidos que se especializa en lo que llaman “vidrio cerámico“, que se trata de una superficie que se ve como un vidrio normal pero que permite todo tipo de usos sobre ella, desde aclarar o oscurecer el material hasta utilizarlo de pantalla de algún tipo. Para presentar su gama de productos (varios ya desarrollados y otros por venir) han realizado un video que vale la pena disfrutar al que titularon “A Day Made of Glass” (algo así como “Un Día Hecho de Vidrio”).

Al verlo uno tiene la sensación de que toda esa tecnología se encuentra disponible para el que tenga el suficiente poder adquisitivo, pero también te hace dudar y preguntarte cuando las tendremos al alcance de todos. Realmente parecen solucionar y mejorar muchos aspectos de la vida cotidiana, para mí gusto lo más sencillo pero llamativo son los vidrios que cambian su tonalidad, ¿a ustedes qué les gusto más?

Fuente: Javier en Moonward. Aportado por Eduardo J. Carletti (gracias por el dato, Alejandro Alonso)

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• Proyector 3D sin gafas para ver las imágenes
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Fue sobre un muro de hielo de 2 metros de largo por 1,5 de alto. Utilizaron tecnología de proyección digital llamada ‘Rear-diffused illumination’ en lugar de instalar sensores táctiles

Probablemente sea un invento sin ninguna aplicación práctica, pero al menos llama la atención.

Investigadores de Nokia lograron convertir un muro de hielo de 2 metros de largo por 1,5 de alto en una pantalla táctil.

En el vídeo que lidera este artículo se puede ver el resultado. Utilizaron una técnica llamada Rear Diffused Illumination, que fue aplicada por primera vez en el 2008 por Microsoft en su mesa táctil interactiva llamada Surface.

Se proyecta luz en la banda de casi infrarrojo detrás de la pantalla de hielo. Por delante, al pasar la mano, la luz incide con ella y se hace visible.

La revista New Scientist cuenta en un artículo reciente que el experimento se llevó a cabo a una temperatura ambiente de 15 grados bajo cero, aprovechando el largo invierto finlandés.

Fuente: Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información:

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