Desarrollan el primer sensor cuántico completamente abierto y económico

La informática cuántica es un sueño lejano o una realidad inminente, según a quién se pregunte. Y aunque gran parte de la Quantum Village de este año en la conferencia de seguridad Defcon de Las Vegas se centra en la investigación emergente y el análisis de amenazas, los cofundadores, Victoria Kumaran y Mark Carney, también están trabajando para hacer que una tecnología cuántica actualmente disponible sea más accesible a los hackers y a cualquier otra persona.

En una charla en el escenario principal de Defcon, ambos presentaron un sensor cuántico de código abierto y asequible que puede servir para una gran variedad de usos, desde tecnologías médicas a alternativas al GPS. Y todo gracias a un diamante especial y asequible con propiedades atómicas particulares. El diseño de primera generación podría ensamblarse por entre 120 y 160 dólares, dependiendo de los proveedores y los plazos de envío. La segunda versión puede construirse por aún menos dinero, y ambos afirman que este otoño lanzarán una tercera versión basada en las pruebas y aportaciones de la comunidad, cuya construcción esperan que cueste solo 50 dólares.

Qué hace un sensor cuántico

Los sensores cuánticos detectan variaciones extremadamente leves en los campos magnéticos y eléctricos, lo que permite realizar mediciones ultraprecisas. Por ejemplo, los relojes atómicos, que marcan la hora casi a la perfección, son sensores cuánticos que se utilizan desde hace décadas. Sin embargo, para los investigadores y aficionados interesados en aprender más sobre la detección cuántica, la barrera de entrada ha sido bastante alta. Por eso, el proyecto Uncut Gem de código abierto y relativamente asequible de Quantum Village crea una oportunidad real para que más personas construyan sus propios sensores cuánticos y exploren la tecnología.

«Puedes hacer cosas que antes no habrías podido, como utilizar sensores cuánticos para empezar a construir dispositivos portátiles del estilo de las resonancias magnéticas que se pueden utilizar en todos los países», explicó Kumaran a WIRED antes de la presentación. Añade que se trata de diamantes con defectos, diamantes sintéticos que son los recortes más baratos que se pueden conseguir: «Creo que tiene algo de poético que los diamantes sintéticos tengan esta utilidad».

La mayoría de los componentes necesarios para el sensor cuántico son simples piezas informáticas disponibles en el mercado, pero el diamante tiene que ser lo que se conoce como «diamante de vacantes de nitrógeno». Sus propiedades moleculares especiales se deben a la presencia de átomos de nitrógeno que sustituyen a algunos átomos de carbono en la estructura atómica del diamante.

Además de posibles aplicaciones médicas, los sensores cuánticos pueden emplearse en tecnologías de navegación alternativas que rastrean las interferencias de las ondas electromagnéticas. Estas herramientas podrían utilizarse como alternativas locales al GPS en caso de fallos del sistema global o interferencias selectivas. La Fuerza Espacial de EE UU está probando actualmente lo que un comunicado denominó el «sensor inercial cuántico de mayor rendimiento jamás probado en el espacio».

Democratizar la detección cuántica

Sin embargo, para la gran mayoría de personas que no tienen acceso a los sensores cuánticos de mayor rendimiento del mundo, el proyecto Uncut Gem representa una oportunidad de democratizar y ampliar la tecnología de detección cuántica. El proyecto se une a otros en distintos campos de la piratería informática que se han orientado hacia diseños y componentes accesibles y de bajo coste.

El investigador independiente Davide Gessa ha estado probando los esquemas y el código de Uncut Gem. «Estoy en la fase final de fundir el diamante con la electrónica. Espero terminar el dispositivo en unas dos semanas», explica a WIRED. Añade que está siguiendo las instrucciones del proyecto oficial, pero también ha hecho algunas personalizaciones: «Mi esperanza es aprovechar este dispositivo para hacer algunos experimentos de computación cuántica y también utilizarlo para la generación de números aleatorios. Todas mis ediciones serán de código abierto, para que todo el mundo pueda replicarlo y mejorarlo».

Los prototipos de sensores de Uncut Gem ya han sido capaces de detectar fluctuaciones de ondas magnéticas en una caótica sala de conferencias, así como el latido de un corazón a unos metros de un sujeto. El software es vital en la detección cuántica, porque incluso el hardware más refinado y de mayor calidad capta ruido en el entorno que hay que conciliar y filtrar para centrar la salida del sensor en la detección prevista.

«La razón por la que lo llamamos el primer sistema de código abierto es que, por lo que he podido averiguar, otros estudios ofrecen algunos esquemas, pero no hay ningún otro lugar al que se pueda acudir que tenga la placa de circuito impreso, la fuente de diamantes, los diseños, los esquemas, el firmware y también un repositorio de conocimientos sobre su funcionamiento para poder empezar», menciona Carney, de Quantum Village, a WIRED.

Aunque a los sensores cuánticos, y desde luego al sensor Uncut Gem, aún les queda un largo camino por recorrer antes de ofrecer la precisión y facilidad de uso de un tricorder (dispositivo portátil de escaneo) de Star Trek, Carney y Kumaran subrayan que el objetivo del proyecto es simplemente dar a conocer al mundo la tecnología cuántica real lo antes posible.

«Para nosotros, es muy importante que sea de código abierto. Existen sensores mucho mejores, y podremos conseguir uno si logramos que la gente participe en el desarrollo abierto y lo iteren», concluye Carney.

(wired.com)

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