El radio de la gigante roja Betelgeuse en Orión está decreciendo y nadie sabe el porqué

Dibujo20090615_radius_Betelgeuse_Townes_et_al_figure_coloured_by_stefan_backreaction

Betelgeuse (α Orionis) es la estrella más brillante de la costelación de Orión, una gigante roja. Fue la primera estrella de la que se midió su diámetro mediante técnicas de interferometría (en 1921). Charles H. Townes, Premio Nobel por inventar el láser, y su grupo han mostrado que el diámetro de Betelgeuse ha decrecido un 15% en los últimos 15 años. La sorpresa: sin cambiar de brillo aparente. Las cefeidas cambian de diámetro pero también de brillo periódicamente (p.ej. ℓ Carinae tiene un periodo de 35.5 días). ¿Por qué Betelgeuse no ha cambiado de brillo? Nadie lo sabe. Nos lo ha contado Stefan de Backreaction en “Shrinking Betelgeuse,” Sunday, June 14, 2009, comentando el artículo técnico Townes, C. H., Wishnow, E. H., Hale, D. D. S., Walp, B., “A Systematic Change with Time in the Size of Betelgeuse,” The Astrophysical Journal Letters 697: L127-L128, 2009.

Tras Orion, Rainier, un ordenador cuántico adiabático de D-Wave Systems de 128 cubits

Rainier, ordenador cuántico adiabático de 128 cubits. (C) DWave Systems.

Rainier, ordenador cuántico adiabático de 128 cubits. (C) D-Wave Systems.

Un ordenador cuántico de 128 cubits ha sido fabricado por la empresa canadiense D-Wave Systems. Se llama Rainier y a simple vista parece un microchip normal y corriente. Sin embargo, contiene 128 dispositivos físicos que a muy baja temperatura actúan como sistemas cuánticos con dos niveles (es decir, son bit cuánticos o cubits). 128 pequeños aros de metal (niobidio) que a baja temperatura se vuelve superconductor y pueden conducir corriente en dos sentidos, el de las agujas del reloj (“cero lógico”) y el contrario (“uno lógico”). Rainier puede ejecutar algoritmos cuánticos adiabáticos de optimización (muchos son problemas NP) y es equivalente formalmente a la computación cuántica “estándar” (para los interesados en más detalles recomiendo los famosos artículos de revisión de William M. Kaminsky, Seth Lloyd, “Scalable Architecture for Adiabatic Quantum Computing of NP-Hard Problems,” ArXiv, Submitted on 23 Nov 2002 y Dorit Aharonov, Wim van Dam, Julia Kempe, Zeph Landau, Seth Lloyd, Oded Regev, “Adiabatic Quantum Computation is Equivalent to Standard Quantum Computation,” ArXiv, Submitted on 18 May 2004 ).

Los computadores cuánticos adiabáticos son computadores de propósito específico. Ejecutan un algoritmo concreto, que se espera sea la suficientemente general para servir a la hora de resolver muchos otros problemas. Rainer ejecuta un algoritmo de optimización binaria cuadrática sin restricciones (quadratic unconstrained binary optimization o qubo) de hasta 128 variables. Este algoritmo es suficientemente general como implementar, por ejemplo, la factorización de números (en factores primos) aunque sólo para números con mucho menos de 128 bits.

¿Alguna idea “gráfica” de lo potente que es Rainer? Si durante la ejecución del algoritmo qubo Rainer es capaz de entrelazar 128 cubits (no ha sido demostrado por D-Wave Systems que se logre) entonces Rainer sería capaz de explorar “simultáneamente” la friolera de 2^{128}\approx 3\times 10^{38} estados diferentes del problema. Casi el número de átomos que tiene la Tierra. Increíble. Aunque no ha sido demostrado y demostrarlo parece extremadamente difícil. La apuesta de D-Wave Systems es construir ordenadores cuánticos adiabáticos cada vez más grandes (con más cubits) sin demostrar que todos los cubits queden realmente entrelazados durante el cómputo (si lo lograran demostrar les caería un Premio Nobel de Física al año siguiente).

¿Para qué sirve un ordenador cuántico como Rainer? Por ahora, para poco. ¿Quién está interesado en este tipo de ordenadores? Google. Sí, Dios Google. Que está financiando a la empresa D-Wave Systems y está muy interesada en utilizar su tecnología en problemas de búsqueda de información. Si sabes inglés te recomiendo la conferencia (disponible en vídeo) de Hartmut Neven, de Google, titulada “Training a Binary Classifier with the Quantum Adiabatic Algorithm.”

Más información sobre Rainer en el blog de uno de sus “padres” (fundador de D-Wave Systems), el Dr. Geordie, por ejemplo, “First view: 128 qubit Rainier chip,” “A close-up, fully wirebonded,” y “128 qubit chip mounted on I/O system,” April 13-14, 2009 .

Más sobre computación cuántica adiabática en este blog:

Conferencia en la Universidad de Málaga = Orión, el “primer” computador cuántico comercial – Una introducción a la computación cuántica adiabática (Publicado el Marzo 12, 2008)

Computación cuántica adiabática (o el “primer” ordenador cuántico comercial) (Publicado el Enero 26, 2008)

Conferencia en la Universidad de Málaga = Orión, el “primer” computador cuántico comercial – Una introducción a la computación cuántica adiabática

logo prema

Anuncio INFOUMA 

Conferencia: “Orión, el “primer” computador cuántico comercial. Una introducción a la computación cuántica adiabática”

Resumen: Un tipo de computación cuántica en tiempo continuo (analógica) es la adiabática. Expondremos su evolución histórica, potencia de cálculo, aplicaciones, implementaciones validadas científicamente y otras no validadas como el ordenador Orion de la compañía canadiense D-Wave Systems.

Ponente: Dr. Francisco R. Villatoro (Profesor Titular de la UMA)
Fecha y hora: 12 de marzo de 2008. 11:45 horas
Lugar: Salón de Actos, Complejo Politécnico, E.T.S. Ingeniería Informática
Organiza: Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación

NUEVO (27 marzo 2008): El Consejo de Estudiantes de Informática de la UMA ha publicado las TRANSPARENCIAS utilizadas en la conferencia (fichero PPT).