Los computadores cuánticos son más fáciles de fabricar de lo que se pensaba

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La gran dificultad a la hora de fabricar un ordenador cuántico práctico con un gran número de cubits es lograr que todos ellos permanezcan “entrelazados” durante la ejecución de un algoritmo. Sorpresa mayúscula, según el experto Richard Jozsa, se acaba de descubrir que “demasiado” entrelazamiento es malo si queremos que un computador cuántico sea más eficiente que uno clásico. Lo han demostrado David Gross, de la Technical University of Braunschweig, en Alemania, y sus colegas, utilizando el concepto de computación cuántica basada en la medida (measurement-based quantum computing), formalmente equivalente a la máquina de Turing cuántica. Si hay demasiado entrelazamiento entre muchos cubits el resultado de las medidas es esencialmente aleatorio (inútil en un algoritmo cuántico). Con objeto de evitar este problema un ordenador cuántico requerirá algoritmos cuyo grado de entrelazamiento sea limitado. Estos algoritmos facilitarán mucho su implementación física. Ahora queda que los informáticos cuánticos se pongan a trabajar duramente desarrollando este nuevo tipo de algoritmos. Nos lo cuenta Adrian Cho, “Oddly, Too Much Weirdness Slows a Quantum Computer Down,” Science 323: 1658-1659, 27 March 2009 , al respecto del artículo técnico de D. Gross, S. T. Flammia, J. Eisert, “Most quantum states are too entangled to be useful as computational resources,” Physical Review Letters, Accepted Wednesday Mar 11, 2009 [ArXiv preprint].

¿Cómo está relacionado el entrelazamiento y la eficiencia computacional de un algoritmo cuántico? Nadie lo sabe realmente. Lo que queda claro del nuevo resultado es que no están relacionados linealmente. El análisis teórico de estas cuestiones, labor de físicos y de informáticos cuánticos, promete ser apasionante.

Claro, alguien se preguntará, pero no será posible utilizar de forma práctica y útil estos “estados aleatorios” que son obtenidos al medir los resultados de algoritmos cuánticos con un gran número de cubits entrelazados. La respuesta ya ha sido obtenida : no, no es posible. Como demuestran, en 5 páginas, Michael J. Bremner, Caterina Mora, Andreas Winter, “Are random pure states useful for quantum computation?,” ArXiv preprint, Submitted on 16 Dec 2008 . Para los que sepan sobre complejidad computacional de algoritmos cuánticos el artículo demuestra que el conjunto de lenguajes que se pueden decidir mediante una elección aleatoria de estados puros como oráculo de un algoritmo clásico es el mismo (con alta probabilidad) que el conjunto de lenguajes que se pueden decidir con coste polinómico en un ordenador clásico no determinista.

“The computing power of a classical control device is not increased by a quantum one from P to BQP, but only to BPP. In other words, unless BQP = BPP, highly entangled states (i.e. random states) won’t yield universal quantum computation when used in any reasonable environment controlling the sequence of measurements.”

Las estrategias cognitivas de tu cerebro para resolver problemas están escritas en tus genes

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Un equipo de investigadores europeos han observado que el cerebro de personas diferentes utiliza estrategias diferentes para resolver la misma tarea mental y que los genes son los que determinan la estrategia que nuestro cerebro utiliza. Literalmente, han observado gracias a la imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) como diferentes partes del cerebro se activan en secuencias diferentes en individuos sometidos a las mismas tareas. Cuando son hermanos mellizos, las diferencias están claras, pero cuando son hermanos gemelos, estos patrones de activación neuronal son prácticamente idénticos. El alemán Jan Willem Koten Jr. de la RWTH Aachen University y sus colaboradores creen que han obtenido una prueba indiscutible de que el modo en el que el cerebro responde a los estímulos externos tiene una fuerte influencia genética. Nos lo cuenta Constance Holden, “Twins May Think Alike Too, MRI Brain Study Suggests,” Science 323: 1658, 27 March 2009 , haciéndose eco del artículo técnico de Jan Willem Koten, Jr. et al. “Genetic Contribution to Variation in Cognitive Function: An fMRI Study in Twins,” Science 323: 1737-1740, 27 March 2009 .

Parejas de hermanos gemelos y de hermanos mellizos han tenido que memorizar una ristra de números mientras se les distraía con operaciones aritméticas elementales (como 2 + 4 = 7, ¿verdadero o falso?) y otras preguntas de respuesta sencilla. Las imágenes fMRI para los gemelos muestran que se activan las mismas áreas del cerebro en prácticamente el mismo orden, lo que no ocurre con los mellizos. Los investigadores han interpretado que esto significa que los gemelos utilizan básicamente la misma estrategia cognitiva. La manera más sencilla de explicar este resultado es suponer que dicha estrategia depende fuertemente de las diferencias genéticas entre individuos. El trabajo no explica por qué ocurre lo observado, ni en qué genes están codificadas las estrategias cognitivas. Pero parece que deja claro que la influencia genética es indiscutible. Poco se sabe sobre la contribución genética en la función cognitiva de nuestros cerebros y este trabajo induce a pensar que dicho estudio será muy prometedor.

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Cuando ser sólo un número es lo mejor para un científico o ingeniero

dibujo20090327madscientistBuscas los artículos de un investigador. Se llama “Wei Wang.”¿Pero qué “Wei Wang”? Hay ocho nombres chinos 王伟, 王薇, 王维, 王蔚, 汪卫, 汪玮, 汪威, y 汪巍 que se escriben en inglés como “Wei Wang.” ¿Y si se llama “James Smith” o “Mary Johnson”? Sólo en el ISI WOS hay 5428 artículos publicados por “Smith J” y 3705 por “Johnson M.” Más aún, hay investigadores (mujeres) que cambian de nombre al casarse o divorciarse (algo que puede ocurrir varias veces en una vida científica). ¿Cómo resolver estos problemas? Fácil si todos firmamos con un número o identificador único asociado a nuestro nombre. Un DNI científico. Cada científico, un número. ¿Quién gestionará estos números? Buena pregunta sin una respuesta fácil, según nos cuenta Martin Enserink, “Are You Ready to Become a Number? Life could be a lot easier if every scientist had a unique identification number. The question is: Who should provide them?,” Science 323: 1662-1664, 27 March 2009 .

A-1262-2007 y A-1270-2007 son dos científicos holandeses que también se llaman Jochen Cals y Daniel Kotz, respectivamente. En un artículo en The Lancet recomendaron a todos los investigadores que obtuvieran un ResearcherID del ISI de Thomson Reuters (lanzado oficialmente en enero de 2008). Es gratis. “It would make life a lot easier,” dice A-1262-2007. Por cierto, yo traté de obtener uno el año pasado, me enviaron un correo diciendo que tenía que esperar a que asignaran un ID y todavía estoy esperando. Quizás mi gestor de correo basura engulló dicho correo. Hay otras iniciativas en curso, como el sistema ContributorID, actualmente en desarrollo, que proveerá un DAI, algo similar al DOI para artículos, pero para cada autor, con el que podremos interactuar con editoriales, revistas, editores, etc.

¿Quién garantiza que nadie haga uso malintencionado del sistema? Yo pondría solicitar un ResearcherID afirmando que soy “Albert Einstein” y podría reclamar para mí todos sus artículos. ¿Y qué pasa con los investigadores ya fallecidos? ¿Nunca tendrán un ResearcherID? ¿Quién pagará para que millones de artículos cuyos autores no pueden realizar la tarea de desambigüación pueden aprovecharse de estos avances informáticos? Nadie tiene ni el tiempo ni el dinero para realizar esa tarea. Sólo herramientas informáticas (semi)automáticas podrán realizar esta tarea y por supuesto con un cierto porcentaje de error.

La wiki funciona bien. Más o menos bien. Autocorrige sus propios errores. ¿Por qué no un sistema de identificación y desambigüación de nombres al estilo de un red social? ¿Hay negocio? Lo hay: publicidad para científicos. ¿Quién se atreverá a aprovechar dicho negocio?