El Gran Colisionador de Hadrones del CERN: La computación cuántica para el análisis de datos de física de partículas

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande y potente del mundo, se encuentra en el CERN, en la frontera entre Suiza y Francia. Desde este año, Estonia se ha convertido en miembro de pleno derecho del CERN, lo que ha ampliado nuestras posibilidades en el desarrollo de la ciencia, la tecnología y el espíritu empresarial. El CERN es un centro de investigación líder en física de partículas. Es uno de los pocos centros de innovación y direcciones donde Europa es competitiva en el mundo.

En el LHC, los protones chocan millones de veces por segundo. Cada colisión produce cientos de miles de partículas que llevan información sobre las leyes de la naturaleza a energías muy altas o en las primeras etapas de la evolución del universo. En 2012, se descubrió un tipo de partícula completamente nuevo en el CERN: el bosón de Higgs sin espín, que da masa a otras partículas. Estos descubrimientos no ocurren por sí solos: cada avance requiere el procesamiento de una enorme cantidad de datos. Los detectores del LHC registran millones de colisiones por segundo, por lo que cada día se generan petabytes de datos que deben analizarse cuidadosamente. Tal análisis de datos se está volviendo cada vez más complejo por dos razones. En primer lugar, las actualizaciones continuas del LHC están aumentando constantemente los flujos de datos. Además, la búsqueda de nuevas partículas y fenómenos requiere un análisis más preciso para distinguir los eventos raros de los eventos ordinarios. Los sistemas informáticos actuales están llegando a sus límites a medida que aumenta la complejidad de esta tarea.

Aquí, las computadoras cuánticas podrían venir al rescate en el futuro, capaces de resolver ciertas tareas de manera exponencialmente mejor y más rápida que una computadora convencional. Por ejemplo, al analizar datos de física de partículas, es difícil reconstruir partículas, separar señales débiles del ruido de fondo y hacer predicciones basadas en las leyes de la naturaleza actuales, o simular datos artificiales. Las computadoras cuánticas a menudo pueden resolver los algoritmos clásicos que se utilizan hoy en día, que se basan en la combinatoria, la optimización o el aprendizaje automático, más rápidamente.

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