Ordenador cuántico. ¿El ordenador del futuro?


Cualquier ordenador o computador responde al lenguaje binario (carga eléctrica que puede ser traducida en forma de ceros y unos) dicho lenguaje es el responsable de que los ordenadores almacenen información y puedan realizar operaciones, de hecho, la unidad mínima de información es llamada bit, y puede adoptar solo un valor, cero o uno.
Con lo cual, para aumentar la potencia de un ordenador basta con aumentar el número de bits con los que puede trabajar.


Pero... ¿Qué pasaría si la unidad mínima de información no pudiese ser cero o uno sino ambos a la vez? A eso los científicos lo han llamado cubit (el bit cuántico).

El cubit ofrece muchas más ventajas que un bit normal, puede realizar muchísimas más operaciones, además de poder realizar cálculos de un modo completamente distinto. Lo que ayudaría a resolver grandes problemas de la ciencia aún por resolver.

Pero el problema de trabajar con cubits es que hay que usar átomos en lugar de chips, y trabajar con átomos no es una tarea sencilla. Cómo hemos dicho anteriormente para aumentar la potencia de un ordenador normal basta con aumentar el número de bits, pero para aumentar la potencia de un ordenador cuántico habría que aumentar el número de cubits, y para aumentar el número de cubits algunos investigadores recurren a los iones cuyos estados cuánticos pueden ser controlados por láseres, el método no es eficaz al 100%, pero ha permitido crear los primeros computadores cuánticos programables.


Como es el caso del ordenador cuántico diseñado en Estados Unidos.

D-Wave, el ordenador cuántico de Google y la NASA, comprado por 15 millones de dólares.
Por último, destacar el ordenador cuántico de IBM, disponible para todo aquel interesando en usarlo de forma remota. 

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El Curiosity Rover fotografía las montañas de Marte.



La NASA ha publicado las fotografías realizadas por el Rover de las formaciones rocosas de Marte.


El borde del cráter Gale es visible desde la distancia, desde la ladera del Monte de Sharp.


Las nuevas imágenes representan la última parada del Curiosity Rover en el "Murray Buttes" donde el vehículo ha estado conduciendo y fotografiando durante algo más de un mes.


El Curiosity Rover aterrizó cerca del Monte de Sharp en 2012. Llegó a la base de la montaña en 2014, después de encontrar con éxito las llanuras circundantes de los antiguos lagos marcianos, donde se pudieron ofrecer las condiciones favorables para los microbios, si Marte alguna vez ha albergado vida.


En el monte Sharp, El Curiosity Rover está tratando de entender si Marte en algún momento ha tenido entornos capaces de soportar formas de vida simple.


Realmente, las imágenes que podemos observar de Marte, guardan relación con las formaciones rocosas que podemos encontrar en Utah y Nuevo México.

Landscape Arch, Arches National Monument, Utah.
Shiprock, Nación Navajo, Nuevo México.

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El problema de los puentes de Königsberg.

El río Pregel, cruzaba Königsberg (actualmente Kaliningrado, Rusia) y dividía la ciudad en dos partes (A, B) y dos islas (C, D) todo ello, comunicado por siete puentes.


El problema consistía en empezar por un puente, pasar por los otros seis puentes restantes sin repetir ninguno, y volver al puente de partida.

Problema que podéis comprobar que es imposible de resolver.

Demostración de Euler:


En 1736, Euler, presentó en la Academia de Ciencias de San Petersburgo una demostración sobre el problema.

En dicha demostración, Euler, sustituyó cada una de las partes de la ciudad por un punto y cada puente por un trazo, dando lugar a la siguiente imagen:




La demostración que planteó Euler se reduce a dibujar la figura, sin levantar el lápiz del papel y sin recorrer una misma línea dos veces. A un recorrido de estas características se le llama camino euleriano.

Por tanto, si tal recorrido fuera posible, es decir, poder dibujar la figura sin levantar el lápiz, es necesario que en todos los vértices del grafo, converja un número par de ellas (salvo en el punto de entrada o salida si son diferentes). Pero en cada uno de los nodos del grafo correspondiente a los puentes de Königsberg concurre un número impar de aristas (3, 5, 3, 3). Con lo cual, Euler logró demostrar que es imposible resolver el problema de los puentes de Königsberg.

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Cómo pesar el Sol.




Podemos determinar la masa de los objetos celestes, simplemente midiendo la velocidad de los cuerpos que orbitan en torno a ellos, usando la ecuación:

Formula creada por Newton
Siendo:
vorb: La velocidad de orbita de la Tierra alrededor del Sol.
G: La constante de gravitación universal.
r: Distacia separación Tierra-Sol.
M: La masa del Sol que debemos calcular.


Despejando M nos queda: M =  (vorb2*r)/G
Como conocemos el resto de variables. 
r = 1,496*1011 m/s
vorb = 29800 m/s
G = 6,674*10-11 (N*m2)/ Kg2

Sustituimos:
M= (8,88*108*1,496*1011) / 6,674*10-11
M=1,33*1020 / 6,674*10-11
M= 0,199*1031

Redondeando.
M= 2*1030 Kg.

El Sol pesa aproximadamente 2*1030 Kg. 
es decir, 2000000000000000000000000000000 Kg.

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¿En el Espacio hay gravedad cero?


Siempre hemos escuchado decir que en el Espacio no hay gravedad, sobre todo, cuando vemos imágenes de astronautas flotando en el Espacio, pero el término gravedad cero es inapropiado, realmente los astronautas experimentan la gravedad, de hecho, están en una lenta y continua caída libre.

El fenómeno que experimentan los astronautas se denomina microgravedad, donde las fuerzas de la gravedad no son absolutamente cero, tan solo muy pequeñas.

Imagina estar dentro de un ascensor, y se liberan los cables que sostienen dicho ascensor, entonces durante la caída experimentarías algo parecido a lo que experimentan los astronautas en el espacio. 

Además de la microgravedad hay que añadir la ingravided, que es la sensación de no sentir la gravedad cuando realmente si la hay, en el caso del astronauta, se debe a la fuerza centrífuga, por estar rotando alrededor de la Tierra (empuje hacia afuera), pero a la vez la propia tierra te atrae debido a la fuerza de la gravedad (empuje hacia dentro), anulándose ambas fuerzas, y dando como resultado al astronauta sin sentir ninguna fuerza.

Realmente es muy difícil encontrar un lugar en el espacio donde un cuerpo no se vea atraído por la fuerza gravitatoria de otro cuerpo.

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Observan el renacimiento de una Estrella.

La Nebulosa Pez Raya y la estrella SAO 244567. Image Credit: ESA/Hubble & NASA
Un equipo de astrónomos han observado por primera vez el renacimiento de una estrella, durante sus fases de calentamiento y de enfriamiento.

Durante 30 años utilizando el Telescopio Espacial Hubble, han observado dramáticos incrementos en la temperatura de la estrella SAO 244567, dicha estrella está situada a 2700 años luz de la Tierra, centrada en la Nebulosa del Pez Raya. 

Ahora la estrella se está enfriando y expandiendo.
Nicole Reindl de la Universidad de Leicester: "SAO 244567 es una rara muestra de una estrella que permite ser testigo de la evolución estelar en tiempo real."

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La quinta fuerza de la naturaleza.



En primer lugar, hablemos de las fuerzas que ya conocemos.

Las cuatro fuerzas de la naturaleza:

Fuerza gravitatoria: Los cuerpos, al tener masa, experimentan una fuerza de atracción hacia otros cuerpos con masa.

Fuerza electromagnética: Es la interacción que se produce entre las partículas con carga eléctrica.

Fuerza nuclear fuerte: Es la encargada de mantener unidos a los protones y neutrones en el núcleo.

Fuerza nuclear débil: Esta fuerza es la responsable de fenómenos naturales como la desintegración radiactiva.

Pero a estas cuatros fuerzas habría que añadir una posible quinta fuerza de la naturaleza. Todo ello gracias a unos físicos húngaros.

Todo empezó cuando dichos físicos buscaron fotones oscuros, llevandoles a descubrir una anomalía en la desintegración radiactiva. Pero no pudieron probar que se tratase de una fuerza nueva. Hasta que un grupo de la UCI (Universidad de California en Irvine) estudió los datos y demostraron que no se trataba de un fotón oscuro, sino posiblemente de una 'X Higgs protophobic' así, esta nueva partícula interactúa únicamente con electrones y neutrones y en una gama muy limitada. 

Así lo explica J. Feng uno de los integrantes del estudio: “De ser confirmado este descubrimiento como una posible quinta fuerza, podría cambiar completamente nuestra comprensión del universo, con consecuencias para la unificación de las fuerzas y la materia oscura.”

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Auroras Polares (Boreal y Austral)

Ver una aurora boreal es sin duda uno de los mayores espectáculos que nos ofrece la naturaleza, este fenómeno solo ocurre cerca de los polos, ya sea el polo norte o el polo sur, detrás de la creación de las auroras está el Sol, y se producen gracias a su actividad solar. Las llamadas tormentas solares.
Aurora boreal en Alaska

¿Cómo se forman las auroras?

La actividad solar libera enormes cantidades de partículas al espacio, rayos X, rayos ultravioletas y radiación, así como corrientes de electrones y protones de alta energía. La radiación y los rayos ultravioletas llegan a la tierra constantemente y son absorbidos por las capas superiores de la atmósfera, pero cuando el viento solar viene cargado con partículas originadas por las manchas solares, se produce una aurora polar. El campo magnético de la Tierra desvía la nube de partículas hacia los polos, produciendo la aurora boreal en el norte y la aurora austral en el sur.

Este vídeo nos enseña como se crean las auroras polares, tanto boreal en el norte como austral en el sur.

Esa es la diferencia entre una aurora boreal y una austral, que se producen en el norte y en el sur respectivamente.

(foto desde la Estación Espacial Internacional)

GIF de una aurora boreal donde se puede apreciar su máximo esplendor, dado que las auroras están en movimientos.

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Copas que estallan. ¿Por qué se pueden romper las copas cantando?

En numerosas películas y series de animación se observa como una cantante lírica, al emitir un sonido muy agudo, logra romper una copa de cristal. No se trata de ningún hecho físico ficticio, es absolutamente real. 

Los cuerpos rígidos pueden vibrar a una determinada frecuencia que los caracteriza, y que depende del material del que están constituidos, de su forma y de otras particularidades. Además, se cuenta con una fuente sonora que produce un sonido que llega al objeto en forma de ondas fluctuantes de presión de aire, haciendo que vibre.

Pero existe una situación especial que ocurre cuando la frecuencia del sonido emitido es la misma que la del objeto, este último comienza a vibrar con más intensidad y se produce el fenómeno llamado resonancia. Si al fenómeno de resonancia se suma un aumento de la energía (volumen) de la fuente sonora, la amplitud de las vibraciones del cuerpo aumentará todavía más. En el caso de una cuerda, la flexibilidad propia del material le permitirá soportar esos vaivenes. Si en cambio, se trata de un cuerpo muy rígido, no podrá absorber las vibraciones y acabará rompiéndose. Esto es lo que ocurre en la copa de cristal

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¿Puede colisionar la Tierra con otro planeta?

Para que un planeta colisione con la Tierra o con cualquier otro planeta primero debería abandonar su órbita, Una vez, que un planeta se desvíe de su órbita alrededor del Sol (o de su estrella), entonces las probabilidades de que dos planetas colisionen son muy altas. 


Tendría que haber una interacción de un cuerpo mayor que ocasionara una perturbación gravitacional para que un planeta pudiera abandonar su órbita e impactarse con otro. Pero las opciones de que un planeta desvíe a otro de su órbita gracias a su fuerza gravitatoria son muy bajas y sucedería tras millones de años.

Mucho más probables son los impactos de cuerpos menores del Sistema Solar, la colisión de un gran meteorito sobre la Tierra, podría causar la salida de su órbita, y en consecuencia colisionar con otro planeta, o viceversa, desviación orbital de otro planeta por impacto de meteorito que conllevaría a su posterior colisión con la Tierra.

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¿Existe la cuarta dimensión?

Si tomamos el tiempo como la cuarta dimensión evidentemente existe la cuarta dimensión, pero si nos referimos a la cuarta dimensión espacial, entonces ya no es tan sencillo.

Según la teoría de cuerdas nuestro universo se compone de 11 dimensiones, (10 espaciales más 1 que es el tiempo), pero no está demostrado ni se ha logrado percibir ninguna dimensión superior a las 3 dimesiones. Pero, en el caso de existir, ¿Podremos llegar a ver esa cuarta dimensión?

Puedes entenderlo todo, en el siguiente vídeo de Carl Sagan.

 

En el vídeo se habla de Planilandia, un mundo de dos dimensiones, donde se demuestra que es imposible percibir la tercera dimensión en un mundo de dos dimensiones.

Entonces, lo mismo podría ocurrir con la cuarta dimensión, nosotros y todos los seres vivos vivimos en un mundo de tres dimensiones, con lo cual, de existir dicha cuarta dimensión no podríamos percibirla. 

Como dijo Carl Sagan, no podemos ver la cuarta dimensión, pero si podemos imaginarla.

Cubo de 4 dimensiones (Teseracto). 

Como se puede apreciar, al ser un cubo, todos sus ángulos no son rectos, esto es debido al proyectar una imagen de dimensión superior en un plano de dimensión inferior.

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Los planetas de nuestro sistema solar caben entre la distancia que hay entre la Tierra y la Luna.


Aunque no lo parece entre la Tierra y la Luna hay una distancia de 384400 km. Para que te hagas una idea, vamos a comparar dicha distancia con los diámetros de los planetas del sistema solar.

Los diámetros de los planetas del sistema solar son:

 Mercurio 4879 km.

 Venus 12104 km.

 Marte 6779 km.

 Júpiter 139822 km.

 Saturno 116464 km.

 Urano 50724 km.

 Neptuno 49244 km.

En total suman: 380016 km.

Con 380016 km nos da unos 4384 km de margen, por lo tanto, es posible alinear entre la distancia del planeta Tierra y su satélite la Luna el resto de planetas del sistema solar.

Si te ha gustado, quizá te interese leer: Curiosidades científicas que deberías saber.

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Entrena tu mente | Acertijos matemáticos con respuesta.

1. Cinco niñas descubrieron que pesándose dos a la vez e intercambiándose de una en una, podrían conocer el peso de todas gastando solo una moneda, dichos pesos en pareja fueron los siguientes; 129, 125, 124, 123, 122, 121, 120, 118, 116 y 114 kilogramos. 
¿Podrías decirme el peso de cada niña por separado?

2. Si una pelota pesa ½ kilo más la mitad de su propio peso, ¿cuánto pesa?

3. Un granjero y su esposa tienen quince hijos nacidos a intervalos de año y medio. María, la mayor,  es ocho veces mayor que Antonio, el menor de todos. ¿Cuántos años tiene María?

4. ¿Cuántas flechas hacen falta para hacer justo cien puntos en esta diana?


5. Hay diez calcetines rojos y diez calcetines azules mezclados en el cajón del armario. Los veinte calcetines son exactamente iguales, salvo por el color. El cuarto está absolutamente a oscuras y usted quiere dos calcetines del mismo color. ¿Cuál es el menor número de calcetines que debes sacar del cajón para estar seguro de que tienes un par del mismo color?


RESPUESTAS:

1. Las niñas pesan 56, 58, 60, 64 Y 65 kg.
2. La pelota pesa un kilo.
3. María tiene 24 años.
4. Con seis flechas sumaremos 100; 17,17, 17, 17, 16, 16.
5. Con sacar tres calcetines ya tendremos dos del mismo color.
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Ilusiones ópticas sorprendentes. Efectos increíbles con sombras.

Observa el siguiente tablero de ajedrez.


Aunque no lo parece, los cuadrados A y B, son del mismo color (mismo tono de grises), pero nuestro cerebro malinterpreta el tono de gris de los cuadrados, debido a la sombra producida por el cilindro.


Lo mismo sucede con la siguiente imagen. El cuadrado de arriba para nuestros ojos es más oscuro que el cuadrado de abajo, pero obviamente ambos cuadrados son del mismo tono de gris.


Este efecto se produce por el sombreado situado en la separación de los cuadrados, por tanto, si tapamos dicha zona lograremos ver ambos cuadrados del mismo tono de gris.


Puedes ver más ilusiones como estas en el siguiente vídeo:


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