Bharath Kannan, de 27 años, ha encontrado una nueva forma de hacer más poderosas las computadoras cuánticas reduciendo las tasas de error de sus unidades de cálculo fundamentales, conocidas como qubits. Ahora, la empresa que dirige, Atlantic Quantum, está trabajando para construir computadoras cuánticas que espera puedan avanzar en los campos de la criptografía, la ciencia de materiales y el aprendizaje automático.

Lo que hace tan poderosas a las computadoras cuánticas es que los qubits pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo, lo que permite realizar nuevos tipos de cálculos. Pero los qubits son altamente inestables y propensos a errores, por lo que las empresas que intentan construir computadoras cuánticas lo suficientemente poderosas para abordar problemas del mundo real se encuentran en un punto muerto. Cada qubit adicional destinado a ejecutar un cálculo puede requerir miles de qubits dedicados exclusivamente a la corrección de sus errores. Desafortunadamente, el problema crece de manera exponencial en lugar de lineal, por lo que no es fácil resolverlo con fuerza bruta.

Kannan y Atlantic Quantum han adoptado un enfoque muy diferente: construir un mejor qubit. Sus qubits, llamados fluxonium, operan a una frecuencia mucho más baja que la utilizada por muchas otras empresas, conocida como qubit transmon. A esta frecuencia más baja, hay menos superposición entre las señales, lo que significa menos interferencias y menos errores.

Los investigadores conocían los qubits fluxonium desde hace aproximadamente una década. Pero sus ventajas no se habían aprovechado porque eran más complejos de diseñar y construir, y más difíciles de controlar.

Kannan resolvió estos desafíos desarrollando nuevos circuitos para construir y controlar qubits de baja frecuencia. Como ventaja adicional, demostró que las computadoras cuánticas basadas en fluxonium, al funcionar más lentamente sin sacrificar la velocidad de procesamiento, pueden ser controladas con un hardware más simple que el requerido por otros tipos de computadoras cuánticas.

por Russ Juskalian

12 de septiembre de 2023

Cuando el Covid-19 comenzó a propagarse a principios de 2020, los científicos pronto se dieron cuenta de que rastrear las mutaciones del virus sería esencial para la salud pública, ya que surgieron nuevas cepas que exponían a las personas a un mayor riesgo. Yatish Turakhia, en ese entonces postdoctorado en el Instituto de Genómica de la UC Santa Cruz, contribuyó a desarrollar una herramienta de software llamada UShER para rastrear estas variantes de Covid, ubicándolas, en cuestión de minutos desde el envío de cada nueva muestra, en un árbol genealógico de todos los genomas conocidos de SARS-CoV-2.

La herramienta, accesible en línea desde 2021, ahora contiene más de 15 millones de secuencias virales y los científicos agregan nuevas cada día. Les ayuda a ellos y a los operadores de salud pública a descubrir nuevas cepas, asignarles nombres y seguir su evolución. Además, permite monitorear el virus en tiempo real a escala global con un alto grado de precisión.

Más recientemente, el equipo ha construido otra herramienta de software llamada RIPPLES, que examina la amplia estructura de árbol genealógico de UShER y estudia si “ramas” específicas de variantes podrían ser recombinantes – variantes híbridas genéticamente distintas.

Antes del desarrollo de RIPPLES, el único método disponible para los científicos para identificar posibles recombinantes era recordar las mutaciones encontradas en otras variantes. RIPPLES automatiza este proceso, permitiendo a los expertos en salud pública reconstruir la historia evolutiva del virus.

“Nuestra comprensión global de cómo se propaga el Covid se habría visto gravemente comprometida sin el trabajo de Yatish”, afirma David Haussler, director científico del UC Santa Cruz Genomics Institute, quien trabajó con Turakhia en el proyecto. “El producto de su algoritmo, que nadie más podría haber realizado, es un cuadro global de cómo el virus se ha propagado en todos los detalles genéticos alrededor del mundo.”

por Rhiannon Williams

12 de septiembre de 2023

Quansan Yang, de 28 años, está desarrollando chips más ecológicos. Los sistemas microelectromecánicos (MEMS) son un tipo de chip diminuto comúnmente utilizado en sensores como los monitores de presión sanguínea y acelerómetros. Debido a que están diseñados para ser duraderos, a menudo se convierten en desechos electrónicos una vez que han cumplido su propósito. Yang es el primero en encontrar materiales y arquitecturas de chips que hacen que los chips MEMS sean biodegradables pero aún altamente efectivos.

Este trabajo tiene implicaciones significativas en el campo de la biomedicina. Después de que los pacientes reciban implantes quirúrgicos MEMS que monitorean ciertos indicadores biológicos, no tendrán que someterse a otra cirugía para retirarlos. En cambio, el dispositivo se degrada y es absorbido por el organismo en pocos meses.

La innovación también puede ser utilizada para producir sensores agrícolas y ambientales que se degradan después de su uso previsto, eliminando la necesidad de una extracción manual y evitando que los dispositivos contaminen el medio ambiente.

Yang no se ha detenido ahí. También ha inventado un nuevo proceso de fabricación basado en láser que permite producir chips biodegradables de manera eficiente, a bajo costo y con mínimos desechos. “Muchas personas quieren hacer sostenible la fabricación de chips; otras buscan producir electrónica degradable, pero su fabricación no es realmente sostenible”, explica Yang. Su trabajo establece las bases para un enfoque más holístico: “Si logramos hacer sostenible todo el ciclo de vida de los dispositivos, desde la fabricación hasta el funcionamiento, y hasta el procesamiento posterior, sería maravilloso”.

por Zeyi Yang

12 de septiembre de 2023