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Científico israelí de la Universidad de Tel Aviv, desarrolla un “cerebro en un chip”

Foto Wikipedia

El científico israelí, Ben Meir Maoz, construyó un “cerebro en un chip”, que facilitará investigar en el cerebro humano niveles de detalle y precisión antes imposibles. Los órganos en los chips han existido por más de una década y han dado lugar a varios avances científicos, explica, el investigador del Departamento de Ingeniería de la Universidad Biomédica de Tel Aviv, lo especial de este desarrollo es su capacidad para estudiar un sistema complejo como el cerebro, descomponerlo en subunidades y aún preservar los enlaces entre estas subunidades como si fueran una unidad.

El fenómeno de las enfermedades neurodegenerativas es casi inexistente en otros animales, lo que hace muy difícil el uso de animales y por razones éticas no pueden ser estudiados en seres humanos vivos, este sistema permitirá realizar experimentos con un modelo humano real que no sea realmente humano y evitará sacrificar animales.

El nuevo sistema se enfoca en el cerebro y su conexión con los vasos sanguíneos que le suministran oxígeno, nutrientes y químicos, a causa de la sensibilidad del tejido cerebral en su unión con los vasos sanguíneos que regula las sustancias que van desde el torrente sanguíneo al cerebro y viceversa (barrera hematoencefálica). El investigador explica que es muy difícil de entender esta interacción dado que los científicos no pueden trabajar con un cerebro humano vivo. Este sistema fue construido para simular las interacciones del cerebro humano que se asemejan a la barrera hematoencefálica.

El investigador explica que es muy difícil entender la interacción entre los vasos sanguíneos y las células nerviosas en el nivel celular, ya que no se puede trabajar con un cerebro humano vivo, y las células cultivadas no reflejan cómo se genera esta interacción.

Este modelo podría reemplazar a los animales en el laboratorio y ofrecer a los investigadores una visión sin precedentes de la influencia de diversos productos químicos en el cerebro humano y el desarrollo biológico de diversas enfermedades únicas para los humanos.

La siguiente etapa, dice Maoz, es construir órganos de chip humanos adicionales, como el hígado o el sistema inmune, y conectarlos al sistema cerebral para construir un modelo completo del cuerpo humano en chips.

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Este logro en China nos acerca más que nunca a las computadoras cuánticas

Científicos en China consiguieron vincular 18 qubits, un nuevo logro inédito en la carrera por conseguir tener computadoras cuánticas.

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Para muchos, incluidos nosotros, las computadoras cuánticas son el futuro. En varias partes del mundo, equipos de científicos trabajan por conseguir avances rumbo a esta tecnología y en China acaban de dar un paso que nos acerca más que nunca a conseguirla.

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Un equipo de especialistas en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China realizaron un paso importante en dirección al cómputo cuántico: vincular 18 qubits, algo nunca antes conseguido.

Según narran los científicos, el truco para codificar los 18 qubits fue agruparlos en seis partículas en lugar de intentar colocar cada subir en su propia partícula, lo que hubiera vuelto todo más inestable.

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Aunque seguimos algo lejos de tener la primera computadora cuántica, avances como este permite a los expertos experimentar con nuevas ideas alrededor de las máquinas. Los especialistas chinos compartieron sus hallazgos en un estudio publicado por el portal Physical Review Letters.

¿Qué son los qubits?

En el computo “tradicional” existe un código binario basado en 1 y 0 (de ahí nuestro nombre unocero), pero el cómputo cuántico añade un tercer componente, esos son los qubits, sin embargo los científicos no han encontrado una manera para vincularlos en grandes cantidades.

El científico al que salvó la tecnología

Con un leve movimiento de mejilla podía realizar cualquier tarea. Superó las expectativas de cualquier enfermo de ELA que, de media, viven entre 3 y 6 años.

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Con sólo 21 años, a un joven y ambicioso físico le empezaron a fallar las fuerzas. Tras su paso, sin pena ni gloria, por el colegio, acababa de encontrar en la universidad y en la Física su gran motivación. En su cabeza ya circulaban las ideas de los agujeros negros y de la mecánica cuántica, pero sus piernas ya no le respondían como antes. Cada vez era más patoso y no entendía por qué. Finalmente, los médicos dieron con la enfermedad que estaba detrás: la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), una dolencia neurodegenerativa para la que no existía (en los años 60) ni existe cura. Sólo sabía que su cuerpo le iba a fallar progresivamente, que sus músculos no le responderían.

Él mismo reconocía, años después, cómo recibió la terrible noticia: «Mis expectativas se redujeron a cero. Era importante que llegara a apreciar lo que tenía… también es importante no enfadarse, no importa lo difícil que sea la vida, ya que puedes perder toda la esperanza si no puedes reírte de tí mismo y de la vida en general», sentenció en una entrevista en 2016. Y es que en ese momento, los médicos ya le habían puesto una fecha límite a su vida, por eso él sabía que tenía que exprimir esos dos años que le dieron al máximo.

¿Qué es exactamente la ELA? Jesús Esteban es el coodinador de la Unidad de ELA del Hospital 12 de Octubre de Madrid y explica que «es una enfermedad que afecta a alguna o a todas las neuronas motoras y que, a medida que va avanzando, la situación del enfermo va empeorado y extendiéndose, colonizando cada vez más territorio», sostiene el experto. La estimación que hacen de las personas que pueden padecerla es de «uno de cada 400» y, aunque pueda parecer una cifra alarmante, si lo comparamos con la demencia es bastante baja –una de cada 4 la sufrirá–. Lo peor de esta enfermedad llega cuando se habla de su supervivencia. «La media es de tres a seis años», dice Esteban.

Entonces, ¿cómo fue capaz Hawking de vivir 55 años con esta enfermedad? Esteban apunta a dos variables. «Sólo existe entre un 5 y un 10% de personas con ELA que sobreviven entre 20 y 30 años. Son una excepción y puede estar relacionado con el gen afectado». Y es que los médicos aún están impactados con la longevidad del divulgador británico: «El hecho de que el profesor Hawking haya sobrevivido todo este tiempo es muy inusual, bastante inusual», aseveró a la «BBC» el doctor Mel Barry, de la Asociación de Enfermedades Neuronales de Reino Unido.

Además del factor genético, «gracias a los avances médicos hemos conseguido prolongar la vida de los pacientes. En 1992 salió el único medicamento parcialmente eficaz y a ello hay que sumar las medidas de soporte que les ayuda a ventilar y a reducir la incapacidad motora que produce la enfermedad», subraya Esteban. Eso sí, hay un músculo que, por su fortaleza, es capaz de luchar contra el proceso de la enfermedad: «los responsables del movimiento de los ojos», dice el doctor. Por ello, no sorprende que todos los sistemas de comunicación que se van creando para evitar que estos enfermos se aislen al no poder pronunciar palabra, se controlen con la mirada, aunque no es el caso de Hawking. Para él, las herramientas técnicas fueron más que importantes, marcaron su supervivencia. Es más, el físico llegó a decir que la Tecnología había hecho más por él que la Medicina. Y muchos expertos estiman que ese apoyo técnico ha sido otra de las claves de su longevidad. «Sin duda, los soportes tecnológicos garantizan la supervivencia y les dan una mayor independencia», dice Esteban. El científico británico teorizaba y era capaz de comunicarse gracias a los músculos de su mejilla, los únicos que, en los últimos años, podía mover.

Sin duda, uno de los rasgos característicos de Hawking –y también uno de los más imitados– es su voz robótica. Y es que, conocer en 1997 a Gordon Moore, cofundador de Intel, le cambió la vida. Con leves movimientos de mejilla podía activar un sensor infarrojo colocado en sus gafas y, así, el cursor en la pantalla de su ordenador Intel se encendía y seguía sus órdenes. Ese movimiento –tan poco importante para muchos– le permitía controlar un teclado virtual con un avanzado sistema de predicción de palabras. Las letras pasaban por delante y él con el gesto de mejilla seleccionaba las que quería.

A lo largo de los últimos diez años, ha sido el equipo de la compañía informáticca el responsable de actualizar el sistema del científico, que ya incorpora sensores de velocidad, acelerómetros, una cámara 3D y un software de predicción de palabras sofisticado que puede reducir las pulsaciones necesarias para escribir. De esta forma, predecía que sí Hawking decía «agujero», el sistema lo completaba con «negro». Su silla le conocía mejor que su familia, era su mejor aliado.

La Unión Europea observa los resultados científicos del Proyecto ‘Life + Alchemia’

La Unión Europea (UE) observa con atención todos los progresos y avances que se van a implementar gracias a los resultados científicos del Proyecto ‘Life + Alchemia’, que investiga la aplicación de nuevas tecnologías para lograr la mejora de la calidad de las aguas destinadas a consumo humano. Almería es uno de los socios que están colaborando con esta iniciativa.

La Unión Europea (UE) observa con atención todos los progresos y avances que se van a implementar gracias a los resultados científicos del Proyecto ‘Life + Alchemia’, que investiga la aplicación de nuevas tecnologías para lograr la mejora de la calidad de las aguas destinadas a consumo humano. Almería es uno de los socios que están colaborando con esta iniciativa.

En un comunicado, la Diputación ha revelado que sus responsables técnicos encargados del Proyecto ‘Life + Alchemia’ han participado en una reunión de coordinación con el resto de socios del proyecto. La cita ha tenido lugar en Valladolid y ha contado con la presencia de miembros del Centro de Investigación de Energía Solar de la Universidad de Almería, el Centro Tecnológico ‘Cartif’, las universidades estonias de Tartu y Tallin, y la empresa de aguas de Estonia, ‘Viimsi Vesi Ltd’.

El monitor que tutoriza este proyecto ha informado a todos los socios del equipo de ‘Life + Alchemia’ que los resultados científicos de esta iniciativa son los que más interés han suscitado entre todos los seleccionados de la convocatoria de fondos europeos.

Así, la Diputación de Almería ha explicado que “en la UE están muy interesados en este proyecto porque se podría replicar en todo el mundo y se podría lograr un altísimo nivel de eficiencia en el uso de los recursos de agua y energía en la potabilización de aguas. Es uno de los de mayor valor científico”.

En el encuentro celebrado en las instalaciones de ‘Cartif’, se ha podido evaluar el proyecto y el grado de avance de cada una de las acciones que se están desarrollando en el marco del mismo. En este sentido, desde Almería, la Diputación Provincial y el Ciesol de la UAL han comunicado los avances que se han realizado en los trabajos de campo y de laboratorio.

En Almería, ya se han llevado a cabo tomas de muestras y trabajo de campo en los tres municipios que van a contar con las plantas piloto de potabilización de aguas: Alboloduy, Benizalón y Tahal. Además, el centro de la UAL ya ha caracterizado las aguas que se van a tratar en estos municipios y ha puesto en funcionamiento una planta a escala de laboratorio para el filtrado de aguas y la potabilización, basada en el modelo que se instalará en los tres pueblos seleccionados.

La experiencia adquirida en la explotación de esta planta piloto de laboratorio será tenida en cuenta en el proceso de toma de decisiones, previo a la redacción de los proyectos técnicos de las potabilizadoras a construir en Alboloduy, Benizalón y Tahal, y en la selección de los materiales de relleno de los lechos filtrantes. Además, estos conocimientos también permitirán optimizar las labores de explotación y mantenimiento de las plantas, una vez estén en servicio.

El objetivo de estas plantas piloto es la prueba de distintos productos de filtrado existentes en el mercado para la eliminación de la radiactividad natural bajo distintas estrategias de explotación. También se quiere evaluar la capacidad de eliminación de otras sustancias nocivas para la salud presentes en aguas artificiales, que serán generadas en laboratorio por el personal del proyecto.

La Diputación de Almería es uno de los principales socios en este proyecto de investigación, que busca demostrar la viabilidad de nuevos sistemas para la eliminación de la radioactividad natural de las aguas subterráneas. Esta iniciativa está financiada con cargo a los Fondos Europeos y cuenta con un presupuesto total de 1.523.000 euros, de los que 800.000 euros recalarán en la provincia.

Desde el área de Fomento, el diputado Óscar Liria ha felicitado al personal que está impulsando esta investigación porque “están desarrollando un proyecto histórico, que puede ser trasladado a todo el mundo. Se trata de una optimización respecto a la ósmosis, que podría pasar del 40 por ciento de agua desaprovechada actualmente, al diez por ciento. Estamos hablando de un proyecto que podría hacer de una tierra que ya es puntera en la eficiencia, una referencia a nivel mundial”.

Diamantes de laboratorio, el lujo de los millennials

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Los diamantes cultivados en el laboratorio son una realidad desde hace varias décadas, sin embargo los avances científicos y tecnológicos han permitido que actualmente se puedan crear grandes diamantes incoloros. La compañía estadounidense Pure Grown Diamonds son pioneros en esta incipiente industria y aseguran que puede crear diamantes tan grandes como de cinco quilates.

“Toda la composición es exactamente la misma, es un diamante real, lo que hemos hecho es que acabamos de tomar lo que pasó en la naturaleza y lo pusimos en un laboratorio”, ha explicado Kelly Good, directora de marketing de Pure Grown Diamonds, al medio estadounidense Business Insider.

Esta compañía estadounidense utiliza el método científico denominado deposición de vapor químico por plasma de microondas para la creación de sus diamantes. En este proceso se crea una bola de plasma de hidrógeno dentro de una cámara a la que se le añade metano como fuente de carbono. La mezcla resultante caerá sobre unas semillas de diamante naturales formando un diamante en bruto que deberá ser cortado y pulido. Este proceso es el mismo que sucede en la naturaleza pero en vez de en miles de año se produce en unas 10 o 12 semanas.

Pure Grown Diamonds explica que por el momento han encontrado un importante nicho de negocios entre la población millennnial pero quiere dar el salto a todo comprador de diamantes socialmente responsable y eco-consciente. “No es necesario elegir entre la belleza, la calidad y la conciencia. Con un diamante puro crecido, usted puede tenerlo todo”. Además, el precio de un diamante de laboratorio cuesta entre 30 y 40% menos que los diamantes extraídos del mismo quilate, color, corte y claridad.

Según recoge el mismo medio refiriendo a Morgan Stanley, el sector de los diamantes en la actualidad tiene una producción pequeña pero que está creciendo y que su mercado representa aproximadamente el 1% del mercado mundial de diamantes en bruto, pero prevé podría crecer hasta 15% en 2020.

¿Es posible hackear un marcapasos?

La alarma ha saltado en Estados Unidos después de que 450.000 personas tuvieran que actualizar sus marcapasos ante el riesgo de hackeo de estos aparatos

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Los dispositivos más modernos cuentan con unos sistemas de control remoto para que no sea necesario realizar ninguna intervención quirúrgica para modificar su funcionamiento.

El doctor Nicasio Pérez Castellano, presidente de la Sección de Electrofisiología y Arritmias (SEA), ha querido explicar en ‘La Tarde’ cómo funcionan realmente los marcapasos y si son susceptibles de ser hackeados.

ESCUCHA LA ENTREVISTA COMPLETA |  Nicasio Pérez Castellano, presidente de la Sección de Electrofisiología y Arritmias

Los marcapasos se utilizan para pacientes con bradicardias, es decir, pulsaciones cardíacas menores a la habitual y que le producen síntomas negativos. “Los nuevos marcapasos se pueden modificar de forma remota, pero debe ser presencial a través de una especie de ordenador portátil, por el cual el medico a través de ondas de radio frecuencia pueda comprobar su funcionamiento y modificar sus parámetros”, explica el doctor Pérez Castellano.

Con los nuevos avances médicos se ha conseguido realizar seguimientos remotos para que el paciente no tenga que desplazarse al hospital. “Los marcapasos transmiten su información y los médicos desde el hospital puede ver por vía Internet, en servidores seguros, la información que transmite el dispositivo.

No hay datos concretos sobre casos de alteración del funcionamiento de estos aparatos por parte de hackers, pero una revista científica de Estados Unidos demostró que se podían alterar los datos de los marcapasos a distancia.

En el momento de que nos conectamos a Internet somos susceptibles de que accedan al marcapasos, pero en estos casos son más alarmas que otra cosa”. Además, el doctor ha querido lanzar un mensaje de tranquilidad para pacientes que lleven este tipo de aparatos. “Apenas existen casos de pacientes en los que se detecten anomalías causadas por conexiones a Internet”, afirma Nicasio.

Bitmain desarrolla chip para aprendizaje profundo de maquinas

Bitmain desarrolla chip para aprendizaje profundo de maquinas

El gigante de la minería de bitcoin, Bitmain, no solo se ha concentrado en desarrollar equipos de circuitos integradas para aplicación específica (ASICs, por sus siglas en ingles) -necesarios para la minería de ciertas criptomonedas como bitcoin y litecoin-, sino que ha estado concentrando esfuerzos para generar un chip diseñado para operar con algoritmos de aprendizaje profundo de máquinas, una rama de la inteligencia artificial, o mejor conocido como Deep Learning en inglés.

El diseñador de este chip es el co-fundador de Bitmain, Micree Zhan, quien denominó su creación Sophon. Cuenta Zhan que el nombre se le ocurrió en un momento de su práctica nocturna de meditación, inspirado por unas supercomputadoras alienigenas del tamaño de un protón que producirían enormes avances científicos para la humanidad en la novela de ciencia ficción de Liu Cixin, The third-body problem.

Este hardware está en desarrollo desde hace dos años. Junto a Zhan trabaja Wang Jun, quien se está encargando del programa de inteligencia artificial de Sophon. Esperan tener el equipo listo para sacarlo al mercado a finales de este año.

Una vez que lo saquen al mercado, tienen planeado inicialmente vender los chips a cualquier corporación que desee usarlo para entrenar sus propias redes neuronales, que consisten en un sistema interconectado de procesadores que generan inteligencia artificial; y en el futuro, piensan construir sus propio centro de datos con grandes cantidades de ensambles con sus chips de inteligencia artificial y rentar su poder computacional, así como bien hacen en la actualidad con sus granjas de bitcoin.

A pesar que Bitmain, sea uno los grandes en la industria de la minera bitcoin, en comparación con grandes corporaciones como Google, AMD y Nvidia, que también están desarrollando equipos y programas basados en Deep Learning, la compañía china viene a ser un competidor pequeño que se tiene que abrir paso en ese enorme mercado. Los desarrolladores de Bitmain, aun así, se encuentran confiados en que pueden competir, al tener una larga trayectoria en el desarrollo de chips y componentes ASICs, que fueron evolucionando a partir de CPUs y tarjetas de video, confiando también en su experiencia en el manejo de centro de datos de manera eficiente.

Entre los optimistas con este desarrollo, no solo están los miembros del minero chino sino incluso académicos americanos como el profesor Michael Taylor de la Universidad de Washington, quien afirma que “los componentes ASICs por estar diseñados para realizar una única función de manera muy eficiente pueden crear una nueva ola de computación distribuida en la web”. Incluso ha publicado un estudio al respecto.

Es interesante ver como Bitmain, siendo el grupo minero de bitcoin con mayor poder de procesamiento a través de sus pool de minado AntPool y BTC.com -con los que posee el 28.2% de la totalidad de la red-, y quien se hace sentir en todo el ecosistema Bitcoin al poder afectar directamente la red como sucedió hace poco con los retrasos que generaron el minado de bloques casi vacíos, así como su imponente apoyo a la propuesta de escalabilidad SegWit2x, que podría generar otra división de cadena de Bitcoin en noviembre; tiene planes de diversificar su portafolio de productos y entrar a otros mercados, lo que muestra su intención de no quedarse como una compañía especializada en minería sino de seguir creciendo y llegar a competir con grandes corporaciones de la tecnología Google, AMD y Nvidia.

Infectan un ordenador con un software malicioso insertado en una molécula de ADN

El último año ha sido uno de los más importantes en relación a los avances científicos relacionados al entendimiento y la manipulación del ADN. Por ejemplo, ha sido desarrollado el sistema CRISPR, que permite cortar y pegar hileras de ADN para curar algunas enfermedades que hasta el momento había sido imposible tratar mediante otras aplicaciones.

Actualmente los científicos han logrado infectar un ordenador a través de un software malicioso insertado en el ADN, algo que a simple vista parece un cuento de ficción. El logro fue conseguido por un equipo de investigadores multidisciplinarios de la Universidad de Washington, mediante una investigación que involucró la seguridad de un software empleado para transcribir y analizar el ADN en laboratorios de todo el mundo.

Debido al tipo de datos utilizados en estos proyectos, podría representar un problema a largo plazo. Para demostrarlo, los científicos fueron capaces de demostrar las vulnerabilidades de tales sistemas ante los típicos ‘virus’ y algunas herramientas de acceso remoto.

Uno de los miembros del equipo, el profesor Tadayoshi Kohno, declaró que uno de los intentos que se realizan en la comunidad informática es evitar este tipo de ataques. Kohno cuenta con una amplia carrera en el mundo de la informática aplicada a la ciencia, con amplios estudios sobre ataques de software maliciosos en aparatos como los marcapasos.

Aseguran que es posible vulnerar el cifrado de los servicios de mensajería en tiempo real

El funcionamiento de CRISPR es el que ha hecho posible esta investigación, ya que logra transformar las hileras de ADN en un virus potencial, o en términos informáticos, datos de código binario malicioso. Cuando se consultó al equipo sobre el proceso, Karl Koscher, uno de sus miembros, explicó que luego de desarrollar una manera de incluir este código en la secuencia de base, lo pusieron en marcha.

A pesar de que no es un virus informático en sí, está más cerca de serlo que cualquier otro código malicioso. Además, este descubrimiento abre las vías de los ataques maliciosos por caminos que antes no se pensaban. Por ejemplo, se podría manipular el ADN de una persona para infectar un ordenador con poco tratamiento de seguridad.

Científicos realizan gran avance en creación de vida artificial compleja

Foto: Internet

Foto: Internet

Científicos realizaron importantes avances hacia la construcción de la primera forma de vida artificial compleja desde cero.

En un conjunto de siete artículos publicados hoy en la revista estadounidense Science, investigadores del Proyecto de Genoma de Levadura Sintética (Sc2.0), anunciaron que sintetizaron con éxito cinco nuevos cromosomas de la levadura, lo que significa que el 30 por ciento de un material genético clave del organismo ha sido reemplazado por elementos diseñados.

Para finales de este año, este consorcio internacional, dirigido por el genetista Jef Boeke de la Universidad de Nueva York, espera haber diseñado y construido las versiones sintéticas de los 16 cromosomas, estructura que contiene el ADN, para el microorganismo de una célula, la levadura de Baker.

La levadura de Baker ha sido utilizada durante mucho tiempo como modelo de investigación porque sus células comparten muchas características con las células humanas, pero son más sencillas y fáciles de estudiar.

Por otra parte, la capacidad de la levadura para crecer rápidamente lo convierte en una plataforma efectiva para cultivar materiales útiles, como en la producción de la vacuna contra la Hepatitis B, los medicamentos contra la malaria y los biocombustibles.

En marzo de 2014, Sc2.0 ensambló de forma exitosa el primer cromosoma sintético de la levadura, compuesto por 272.871 pares de bases, las unidades químicas que integran el código del ADN.

La nueva ronda de artículos consisten en una revisión y descripción del primer ensamblado de los cromosomas sintéticos de la levadura synII, synV, synVI, synX, and synXII. Un séptimo artículo realiza un primer acercamiento a las estructuras tridimensionales de los cromosomas sintéticos en el núcleo celular.

El primer equipo chino involucrado en este proyecto, el equipo de la Universidad de Tianjin dirigido por el profesor Yingjin Yuan, terminó la síntesis de synV and synX y desarrolló una técnica de reparación eficiente para la mutación de puntos.

Además, investigadores del Instituto de Genómica de Beijing y de la Universidad de Edimburgo terminaron la síntesis de synII.

El profesor Paul Freemong, director conjunto del Centro de Biología Sintética e Innovación del Imperial College de Londres, dijo que este trabajo representa “un sorprendente avance en nuestra capacidad para sintetizar químicamente la fórmula de la vida”.

“Por consiguiente, es esencial iniciar un debate abierto y transparente sobre los méritos de futuros proyectos de síntesis de genoma para que se puedan tomar decisiones informadas sobre sus beneficios y riesgos”, añadió.

 

Microsoft invierte una fortuna para construir una computadora digna de la ciencia ficción

Todd Holmdahl dirigirá las iniciativas de informática cuántica de Microsoft Credit Ian C. Bates para The New York Times

Microsoft utilizará su considerable poder financiero y de ingeniería en el campo experimental de la informática cuántica para construir una máquina que pueda resolver problemas fuera del alcance de las computadores digitales de hoy.

Hay un optimismo creciente en el mundo de la tecnología frente a las computadoras cuánticas: dispositivos superpoderosos que alguna vez se consideraron un asunto de ciencia ficción y que ahora podrían ser posibles, e incluso prácticas. Si estas máquinas funcionan, tendrán un impacto en el diseño de medicamentos y la inteligencia artificial, y también ofrecerán un mejor entendimiento de las bases de la física moderna.

La decisión de Microsoft de pasar de la investigación pura a una iniciativa costosa para construir un prototipo funcional es muestra del nivel de la competencia mundial entre las empresas tecnológicas, Google e IBM entre ellas, que también están haciendo inversiones significativas.

En el mundo exótico de la física cuántica, Microsoft se ha distinguido de sus competidores al elegir un camino distinto. El acercamiento de la empresa está basado en “trenzar” partículas conocidas como anyons —que los físicos describen como partículas que solo existen en dos dimensiones— para formar los bloques de construcción de una supercomputadora que aprovecharía las propiedades físicas inusuales de las partículas subatómicas.

Los principales investigadores reconocen que aún hay barreras que impiden construir máquinas cuánticas útiles, tanto a nivel de la física básica como en el desarrollo de nuevos tipos de software para aprovechar ciertas cualidades de dispositivos conocidos como qubits, que ofrecen posibilidades de cómputo imposibles para los sistemas digitales de hoy.

A diferencia de los transistores convencionales, que no pueden estar encendidos y apagados a la vez, pues representan un 1 o un 0 digital, los qubits pueden existir en sobreposición, o simultáneamente en ambos estados. Si los qubits se colocan en un estado “enredado” —físicamente separados pero actuando como si estuvieran profundamente entrelazados— con muchos otros qubits, pueden representar un vasto número de valores simultáneamente. Una computadora cuántica seguramente consistiría de cientos de miles de qubits.

Microsoft comenzó a invertir en investigación en este campo en 2005, cuando de manera silenciosa montó un laboratorio conocido como Station Q bajo el liderazgo del matemático Michael Freedman.

Microsoft ahora cree que está lo suficientemente cerca de diseñar el bloque de construcción básico de qubit para comenzar a crear una computadora completa, dijo Todd Holmdahl, un gestor de ingeniería veterano que dirigirá la iniciativa de Microsoft. A lo largo de los años, ha encabezado varios proyectos de Microsoft, entre ellos la consola de videojuegos Xbox y el sistema de realidad aumentada HoloLens, que todavía está por lanzarse.

“Cuando averigüemos cómo crear el primer qubit, tenemos un plan de acción que nos permite avanzar a miles de qubits de una manera bastante directa”, dijo Holmdahl.

Aún hay un debate entre los físicos y científicos computacionales acerca de si las computadoras cuánticas que desempeñan cálculos útiles serán creadas algún día.

Una variedad de programas alternativos de investigación están intentando crear qubits utilizando distintos materiales y diseños. El acercamiento de Microsoft, conocido como informática cuántica topológica, está basado en un campo que obtuvo nuevos aires cuando el Premio Nobel de Física de este año se otorgó a tres científicos que habían hecho un trabajo fundamental en formas de materia que podrían existir en solo dos dimensiones.

El proyecto de Holmdahl también incluirá a los físicos Leo Kouwenhoven de la Universidad Delft, Charles M. Marcus de la Universidad de Copenhague, David Reilly de la Universidad de Sydney y Matthias Troyer de E.T.H. Zurich.

Todos se convertirán en empleados de Microsoft como parte del Grupo de Inteligencia Artificial e Investigación que Microsoft creó recientemente bajo el liderazgo de uno de sus principales empleados técnicos, Harry Shum.

Los físicos recién contratados por Microsoft afirman que la decisión de tratar de construir una computadora cuántica topológica llega después de avances científicos realizados en los últimos dos años que dan cada vez más seguridad de que la empresa será capaz de crear qubits más estables.

“La receta mágica involucra una combinación de semiconductores y superconductores”, dijo el Dr. Marcus. Hace poco, los investigadores hicieron un “avance extraordinario” en su habilidad de controlar los materiales utilizados para formar qubits, dijo. La mayor parte de los acercamientos rivales involucran enfriar computadoras cuánticas hasta llegar a temperaturas cercanas al cero absoluto.

Hasta ahora, hay relativamente pocos algoritmos probados que puedan utilizarse para resolver problemas de manera más veloz que con las computadores digitales de hoy. Una primera iniciativa, conocida como algoritmo Shor, sería utilizada para factorizar números, con lo cual daría esperanza de que las computadores cuánticas podrían utilizarse en el futuro para descifrar códigos.

Eso podría tener consecuencias que sacudirían al mundo, pues el comercio electrónico moderno está basado en sistemas criptográficos que en gran parte no son descifrables utilizando computadoras digitales convencionales. Otros acercamientos propuestos podrían permitir búsquedas más veloces en bases de datos para realizar algoritmos de aprendizaje computacional, que se están utilizando para hacer avances en visión computacional y reconocimiento de voz.

Sin embargo, de manera más inmediata, estas herramientas podrían mejorar el entendimiento básico de la física, una posibilidad que el físico Richard P. Feynman mencionó cuando especuló acerca de la idea de una computadora cuántica en 1982.

Por su parte, el Dr. Kouwenhoven dijo: “Mi aplicación de ensueño para una computadora cuántica sería una máquina que pudiera resolver problemas de física cuántica”.