Ingeniería De La Computadora Del Futuro, Un Átomo A La Vez

{h1}

Computadoras basadas en la física alucinante del mundo cuántico.

Usando computadoras basadas en la física alucinante del mundo cuántico, los investigadores ahora esperan simular la realidad en la escala molecular mejor que nunca.

Los científicos desean simular las moléculas en las computadoras para comprender y mejorar cómo podrían reaccionar, por ejemplo, cómo se podría comportar una droga en el cuerpo humano. Pero los intentos de simular moléculas complejas usando supercomputadoras modernas se quedan cortos porque aumentar el número de átomos que tienen para analizar conduce a un pico exponencial en el tiempo de cálculo.

"Si simula algo más grande que cuatro o cinco átomos, por ejemplo, una reacción química, o incluso una molécula moderadamente compleja, se convierte en un problema difícil de resolver muy rápidamente", dijo el investigador James Whitfield, químico de información cuántica en la Universidad de Harvard. En el mejor de los casos, explicó, las computadoras normales solo pueden obtener una aproximación aproximada de cómo funcionan estos sistemas.

Computadoras cuánticas

Es por eso que los científicos ahora están recurriendo a las computadoras cuánticas, que se basan en las propiedades extrañas de los átomos y los otros bloques de construcción del universo. El mundo se convierte en un lugar borroso y surrealista en sus niveles más pequeños; al parecer, las cosas pueden existir en dos lugares a la vez o girar en direcciones opuestas al mismo tiempo.

Mientras que las computadoras normales representan datos como unos y ceros (dígitos binarios conocidos como bits que expresan mediante el encendido o apagado de pequeños transistores tipo switch), las computadoras cuánticas utilizan bits cuánticos o qubits ("bits de referencia").que están encendidos y apagados al mismo tiempo. Esto les permite realizar dos cálculos simultáneamente. En teoría, las computadoras cuánticas podrían ser increíblemente más rápidas que las calculadoras normales para ciertos problemas porque pueden ejecutar todas las combinaciones posibles a la vez.

Las partículas y moléculas que los científicos quieren investigar son objetos cuánticos.

"Si es demasiado complejo computacionalmente para simular un sistema cuántico usando una computadora clásica, ¿por qué no simular sistemas cuánticos con otro sistema cuántico?" dijo el investigador Alán Aspuru-Guzik, un químico de información cuántica en Harvard.

Cálculo con luz

La computadora cuántica con la que los investigadores realizaron sus simulaciones moleculares se basó en fotones, o paquetes de luz, como sus qubits. Mientras Aspuru-Guzik, Whitfield y sus colegas proporcionaron el software y realizaron cálculos clave, sus colaboradores en Australia reunieron el hardware y realizaron los experimentos.

Usando esta computadora de dos qubits, simularon el sistema molecular más pequeño, la molécula de hidrógeno, y calcularon su energía en términos de cómo podría reaccionar con otras moléculas. Ejecutaron su proceso de simulación 20 veces seguidas, con cada ciclo trabajando con los datos del último, para lograr valores muy precisos. "Esa es la precisión suficiente para simular experimentos", dijo Aspuru-Guzik a TechNewsDaily.

El gran desafío que tenemos por delante es crear computadoras cuánticas con más qubits, que se necesitan para simular moléculas con más átomos. Aunque una computadora de 2.000 qubit sería más o menos suficiente para, por ejemplo, simular la unión del colesterol con una proteína, la mayoría de los qubits con los que una computadora cuántica ha incuestionablemente es casi una docena, dijo Aspuru-Guzik.

"Ahora estamos trabajando para hacer experimentos más grandes para continuar nuestros éxitos con sistemas cada vez más grandes", dijo.

La investigación fue detallada en línea en un número reciente de la revista. Química de la naturaleza.

  • 10 innovaciones profundas por delante
  • Los cerebros no son como las computadoras, según un estudio
  • Cómo la física cuántica podría impulsar el futuro


Suplemento De Vídeo: LA MECANICA CUANTICA- DOCUMENTAL.




Investigación


El Exoesqueleto Ayuda A La Lesión De La Médula Espinal A Caminar El Paciente
El Exoesqueleto Ayuda A La Lesión De La Médula Espinal A Caminar El Paciente

Las Cámaras De Visión Trasera Estarán En Todos Los Autos Nuevos Para 2018
Las Cámaras De Visión Trasera Estarán En Todos Los Autos Nuevos Para 2018

Noticias De Ciencia


Glaciar Asiático Hace Deslizamiento Repentino
Glaciar Asiático Hace Deslizamiento Repentino

La 'Zona Crepuscular' De Coral Revela Un Nuevo Tipo De Fotosíntesis
La 'Zona Crepuscular' De Coral Revela Un Nuevo Tipo De Fotosíntesis

Informe: Los Estadounidenses Respetan A Los Científicos, Pero Podrían Repasar La Ciencia Básica
Informe: Los Estadounidenses Respetan A Los Científicos, Pero Podrían Repasar La Ciencia Básica

¿Por Qué Explotan Los Huevos En El Microondas
¿Por Qué Explotan Los Huevos En El Microondas

Células De 'Secuestro': Los Científicos Intentan Crear Bloques De Construcción De Células Más Potentes
Células De 'Secuestro': Los Científicos Intentan Crear Bloques De Construcción De Células Más Potentes


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com