Chip cuántico Majorana 1 Omicrono
Hito de Microsoft: presenta un chip que promete acelerar la llegada de ordenadores cuánticos funcionales
La compañía presenta un chip cuántico impulsado por un núcleo topológico que promete acelerar la llegada de ordenadores cuánticos comerciales.
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La carrera hacia la creación de ordenadores cuánticos que puedan usarse de forma práctica sigue avanzando con importantes avances en este mes de febrero. Microsoft ha presentado Majorana 1, un nuevo chip cuántico impulsado por un núcleo topológico. Con esta innovadora arquitectura, la compañía espera acelerar la llegada de ordenadores cuánticos comerciales capaces de resolver problemas complejos; en vez de tardar décadas, serían años.
La novedad de este chip cuántico está en la creación del "primer topoconductor del mundo", un tipo de material capaz de observar y controlar partículas de Majorana para producir cúbits más fiables y escalables. Los detalles de este nuevo chip se han publicado en la revista Nature; según los autores esta nueva arquitectura ofrece "un camino claro" para implementar un millón de cúbits en un solo chip que puede caber en la palma de la mano.
Para quién no esté familiarizado con la computación cuántica, los cúbits son los componentes básicos de estos ordenadores. En este ámbito de desarrollo tecnológico los dos grandes retos son la reducción de la tasa de errores y la escalabilidad de la tecnología.
Cúbits más estables
Intrínsecamente ligados a las leyes de la física cuántica, diferente a la que nos rodea en el día a día, los cúbits son sensibles a las perturbaciones y errores de su entorno, esto provoca que se desintegren y pierdan información. Su estado se ve afectado por la medición, un problema esencial para la computación y que se conoce como tasa de errores.
Esto supone un reto a la hora de desarrollar un cúbit que pueda medirse y controlarse, al tiempo que se protege contra el ruido ambiental que los corrompe. Por eso, en cada proyecto abordan una forma distinta de crear cúbits, cada una con sus ventajas e inconvenientes. Hace casi 20 años, Microsoft decidió adoptar este enfoque, el de desarrollar cúbits topológicos.
Chip topológico Majorana 1 Omicrono
La empresa defiende que así puede obtener cúbits más estables y que requieren menos corrección de errores, con lo que se obtendrían ventajas de velocidad, tamaño y capacidad de control. Parte de este nuevo hito radica en que Microsoft hasta ahora buscaba usar las llamadas partículas Majoranas, que nunca se habían observado ni generado. No existen en la naturaleza y sólo pueden crearse con campos magnéticos y superconductores.
Los responsables de este trabajo celebran así que "Microsoft no solo ha sido capaz de crear partículas de Majorana, que ayudan a proteger la información cuántica de perturbaciones aleatorias, sino que también puede medir de forma fiable esa información utilizando microondas".
"Este es un paso necesario para que los ordenadores cuánticos ofrezcan soluciones que, de verdad, transformen nuestro mundo, como la descomposición de los microplásticos en subproductos inofensivos o la invención de materiales autorreparables para la construcción, la industria o la sanidad", escribe Microsoft en su comunicado. De los ordenadores cuánticos se espera que resuelvan, no solo más rápido que los ordenadores tradicionales, sino problemas que la tecnología actual no puede abordar.
Chip topológico
Microsoft ha colocado ocho cúbits topológicos en este nuevo chip. Los materiales topológicos son rama de investigación cada vez más importante por su gran potencial en una amplia variedad de campos. Investigadores del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) idearon en 2022 un nuevo método para seleccionar rápidamente materiales candidatos y determinar con más precisión si son topológicos. Los compuestos topológicos pueden tener propiedades superconductoras y servir para la construcción de cúbits cuánticos, como ha sido el caso de este nuevo proyecto.
El topoconductor, o superconductor topológico, es una categoría especial de material que puede crear un estado completamente nuevo de la materia. No un estado sólido, líquido o gaseoso, sino un estado topológico, explican en el artículo científico. En él se describe cómo los investigadores pudieron crear las propiedades cuánticas del cúbit topológico y también medirlas con precisión, "un paso esencial para la computación práctica".
Este avance implicó el desarrollo de una estructura de materiales totalmente nueva hecha de arseniuro de indio y aluminio, gran parte de la cual fue diseñada y fabricada átomo a átomo. El objetivo era crear nuevas partículas cuánticas llamadas Majoranas y aprovechar sus propiedades únicas.
