El mejor cubit, de momento

El espín de un electrón (con dos valores: hacia arriba o hacia abajo) constituye un cubit natural en un posible ordenador cuántico. Sin embargo, hay dos problemas principales que impiden que estos ordenadores sean ya una realidad: conservar la coherencia de fase de los cubits el tiempo necesario para poder realizar una secuencia de cálculos cuánticos y la capacidad de adaptar el proceso a escalas mayores.

Por ejemplo, los cubits hechos de átomos aislados presentan tiempos de coherencia largos, pero son difíciles de convertir en aparatos macroscópicos. Por otro lado, los cubits formados a partir de semiconductores pueden usarse sin problemas a grandes escalas, pero normalmente adolecen de tiempos de decoherencia altos.

Pero un grupo de investigación de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia), con Andrea Morello y Andrew Dzurak a la cabeza, ha combinado las ventajas de ambas estrategias fabricando un cubit basado en el espín electrónico de un solo átomo.

Representación de un cubit mediante la esfera de Bloch.

Normalmente un átomo de fósforo incorporado en una base de silicio dona un electrón que aumenta la conductividad eléctrica del Si, pero a temperaturas criogénicas el electrón queda atrapado alrededor del núcleo de P. El cubit formado por el espín del electrón puede mantener la coherencia gracias a un débil acoplamiento espín-órbita y a la casi ausencia de espín nuclear en la red de Si que lo rodea.

Una vez colocado el P en un chip de Si, los investigadores colocaron un transistor para inicializar y leer el estado de espín del cubit. Entre esas operaciones, utilizaron pulsos de microondas en resonancia con la frecuencia de transición del espín, para manipular de forma coherente el estado del cubit durante más de 200 μs; y este tiempo es suficientemente largo como para permitir más de 1000 operaciones con los cubits.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i11/p20_s1

Las mejores noticias de física del 2012 (II/IV)

(Este artículo es continuación de Las mejores noticias de física del 2012 (I/IV). Te recomiendo que lo leas primero).

El Pioneer 
La anomalía del Pioneer lleva desde los ochenta sin que los físicos hayan podido explicarla. Las dos sondas espaciales Pioneer 10 y 11 se han estado desacelerando más de lo esperado en su viaje hacia el espacio interestelar. Se ha pensado en muchas explicaciones, desde fuga de gases a un replanteamiento fundamental de la teoría de la relatividad general. Pero la solución surgió en abril mediante un análisis debido a Slava Turyshev: la culpa era de la presión proveniente de radiación térmica irregular.

Multa de tráfico
Un caso curioso de cómo la física también nos puede ayudar en el día a día. En abril, Dmitri Krioukov consiguió que le anularan una multa de tráfico. Delante del juez, relató cómo fue un cúmulo de coincidencias lo que hizo que pareciera que no había parado en una señal de stop, cuando sí lo había hecho. Su repentina desaceleración y aceleración, una ilusión óptica que hace que los objetos más lejanos parezcan moverse más rápido y un coche que estaba en la línea de visión, fueron algunas de las coincidencias. Todo esto convenció al juez, que anuló la multa.

Elementos
En mayo, los dos últimos elementos descubiertos fueron bautizados según los nombres de los laboratorios donde fueron descubiertos. El número 114 es el flerovio (Fl), por el Laboratorio Flerov de Reacciones Nucleares (Dubná, Rusia), y el 116 es el livermorio (Lv), por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (Livermore, California). En septiembre, investigadores del laboratorio RIKEN (Japón) dijeron que habían generado átomos del elemento 113. Si se confirma, sería el primer elemento nuevo descubierto en Asia Oriental, aunque también hay investigadores de Estados Unidos y Rusia que afirman haber sintetizado el elemento en el pasado.

Superordenador
El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore volvió a reclamar la atención cuando obtuvo el título del "Ordenador más rápido del mundo" en junio, gracias a la máquina Sequoia, que alcanzó los 16,2 petaFLOPS^[1]. Pero en noviembre el Laboratorio Nacional de Oak Ridge superó esa cantidad con su superordenador Titan, llegando a 17,59 petaFLOPS. Sequoia es utilizado por los militares para simular detonaciones nucleares, mientras que Titan es una máquina abierta al público para alquilarla.

Y aún no hemos acabado con todas estas noticias del 2012. Sigue leyendo.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201302/topphysicshead.cfm

1. ^{^} 1 petaFLOPS = 10¹⁵ FLOPS.