Microsoft anunció recientemente el Majorana 1, su primer chip cuántico basado en una innovadora arquitectura de núcleo de “qubits topológicos”. Un dispositivo que almacena información en un estado exótico de la materia que promete acelerar el desarrollo de la computación cuántica, capaces de resolver problemas complejos en años, en lugar de décadas.
Este anuncio llega junto a una artículo publicado en Nature y una hoja de ruta para futuros trabajos. Se supone que el diseño del procesador Majorana 1 admite hasta un millón de qubits, lo cual podría ser suficiente para alcanzar muchos objetivos importantes de la computación cuántica.
Por ejemplo, en el ámbito de la medicina, un ordenador cuántico equipado con el Majorana 1 podría simular interacciones moleculares complejas, acelerando el descubrimiento de nuevos fármacos. En el sector de la sostenibilidad, podría optimizar procesos para reducir residuos y mejorar la eficiencia energética, también podría descifrar códigos criptográficos a velocidades asombrosas.
Además, la estabilidad de los qubits topológicos reduce la tasa de errores en los cálculos cuánticos, lo que es crucial para aplicaciones prácticas. Esto significa que tareas como la optimización de rutas de transporte o la mejora de algoritmos de inteligencia artificial podrían beneficiarse de soluciones más precisas y rápidas.
¿QUÉ ES UN QUBIT Y POR QUÉ MAYORANA?
El Majorana 1 se distingue por utilizar qubits topológicos, que ofrecen mayor estabilidad y escalabilidad en comparación con los qubits tradicionales. Estos qubits están basados en partículas de Majorana, teorizadas por el físico italiano Ettore Majorana en 1937, las cuales son sus propias antipartículas.
Una característica clave de este chip es su capacidad para escalar hasta un millón de qubits en un solo dispositivo compacto de 10 cm x 10 cm. Esta escalabilidad es esencial para abordar problemas que los ordenadores clásicos no pueden resolver eficientemente.
Como se sabe, las computadoras cuánticas fueron ideadas por primera vez en la década de 1980. Mientras que una computadora común almacena información en bits, una computadora cuántica almacena información en bits cuánticos, o qubits.
Un bit ordinario puede tener un valor de 0 o 1, pero un bit cuántico (gracias a las leyes de la mecánica cuántica, que rigen las partículas muy pequeñas) puede tener una combinación de ambos. Si imaginamos un bit ordinario como una flecha que puede apuntar hacia arriba o hacia abajo, un qubit es una flecha que puede apuntar en cualquier dirección (o lo que se denomina una «superposición» de arriba y abajo).
Esto significa que una computadora cuántica sería mucho más rápida que una computadora común para ciertos tipos de cálculos, particularmente aquellos relacionados con desentrañar códigos y simular sistemas naturales.
Las majoranas no son partículas naturales como los electrones o los protones. Estas solo existen dentro de un tipo de material poco común llamado superconductor topológico (que requiere un diseño de material avanzado y debe enfriarse a temperaturas extremadamente bajas). De hecho, las partículas de Majorana son tan exóticas que normalmente sólo se estudian en universidades y no se utilizan en aplicaciones prácticas.
¿SERÁ CIERTA TANTA BELLEZA?
Si las afirmaciones de Microsoft son ciertas, la empresa podría haber superado a competidores como IBM y Google, que actualmente parecen liderar la carrera para construir una computadora cuántica.
Sin embargo, el artículo revisado por pares de Nature solo muestra una parte de lo que afirman los investigadores, y la hoja de ruta aún presenta muchos obstáculos por superar. Si bien el comunicado de prensa de Microsoft presenta lo que se supone es hardware de computación cuántica, todavía no se tiene ninguna confirmación independiente de sus capacidades.
No obstante, las noticias de Microsoft son muy prometedoras. Resulta que construir qubits reales y extraer información de ellos es extremadamente difícil, porque las interacciones con el mundo exterior pueden destruir los delicados estados cuánticos internos.
Los investigadores han probado muchas tecnologías diferentes para crear qubits, usando cosas como átomos atrapados en campos eléctricos o remolinos de corriente girando en superconductores. Pero Microsoft ha adoptado un enfoque muy diferente para construir sus ‘qubits topológicos’ mediante las llamadas partículas de Majorana.
Al respecto, la comunidad científica mantiene una actitud cautelosa. Algunos expertos señalan la necesidad de validar experimentalmente las propiedades de las partículas de Majorana y de demostrar aplicaciones prácticas a gran escala antes de proclamar una revolución en la computación cuántica.
Por el momento, la comunidad científica seguirá de cerca cómo funcionan los procesadores de computación cuántica de Microsoft y cómo se desempeñan en comparación con otros procesadores de computación cuántica ya establecidos.
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