En un nuevo ejemplo de cómo la computación cuántica está acelerando su desarrollo, Microsoft ha presentado Majorana 1, un procesador cuántico que utiliza qubits topológicos. Algo que, según la compañía, abre la puerta a una mayor estabilidad y escalabilidad en comparación con los diseños de qubits convencionales. Este avance es significativo porque los qubits topológicos son intrínsecamente más residente de errorUn obstáculo importante en el desarrollo de la computación práctica cuántica.

El nuevo procesador se basa en un nuevo tipo de material llamado topoconductor. Para lograr los qubits topológicos, Microsoft ha desarrollado un nuevo tipo de material, el topoconductor, el átomo fabricado por átomo, que combina arsenurio indio y de aluminio.

Esta arquitectura le permite integrar un millón de qubits en un solo chip. Los qubits topológicos de Microsoft se pueden controlar digitalmente mediante pulsos de voltaje.

El equipo de Microsoft ha colocado ocho chips topológicos en un chip diseñado para albergar un millón. Una computadora cuántica de un millón de qubits podría revolucionar campos como la ciencia de los materiales. Microsoft está colaborando con DARPA (Proyectos de Investigación de Defensa Avanzada de los Estados Unidos) para evaluar tecnologías cuánticas innovadoras.

Microsoft cree que su enfoque basado en los qubits topológicos ofrece un camino prometedor hacia la resolución de problemas que hoy en día son inaccesibles.

¿Qué son los qubits topológicos?

Las computadoras cuánticas utilizan los qubits como unidad de información básica, análoga a los bits de las computadoras clásicas. Sin embargo, a diferencia de los bits, los qubits pueden representar un 0, 1 o una combinación de ambos gracias a las leyes de la mecánica cuántica. Esto les permite realizar cálculos mucho más complejos y resolver problemas que están fuera del alcance de las computadoras actuales.

Uno de los mayores desafíos en la construcción de computadoras cuánticas es la sensibilidad de los qubits de ruido y las perturbaciones del entorno, lo que causa errores en los cálculos. Aquí es donde entran en juego los qubits topológicos. Estos qubits, a diferencia de los convencionales, almacenan información cuántica de manera no local, lo que los hace más resistentes a las perturbaciones.

El procesador Majorana 1 de Microsoft se basa en un tipo especial de partículas llamadas Majoranas, que solo pueden existir en condiciones muy específicas. Estas partículas se crean en los extremos de los hilos de nano superconductores y se utilizan para codificar los qubits topológicos.

Según la compañía, esta arquitectura ofrece varias ventajas clave, como una mayor estabilidad (porque los qubits topológicos son intrínsecamente más resistentes a los errores, lo que simplifica enormemente la tarea de corrección de errores cuánticos), una mayor escalabilidad (la compañía defiende esa arquitectura de Majorana 1 permite integrar un millón de qubits en un solo chip, un umbral necesario para resolver problemas complejos del mundo real) y con control digital (porque, a diferencia de otros tipos de qubits que requieren muy El control analógico preciso, los qubits topológicos de Microsoft se pueden controlar digitalmente mediante pulsos de voltaje, lo que simplifica enormemente el diseño y el funcionamiento de la computadora cuántica, según la compañía).

Un nuevo material: el topoconductor

Para realizar qubits topológicos, Microsoft ha desarrollado un nuevo tipo de material llamado topoconductor. Este material, átomo fabricado por átomo, combina un semiconductor (arsenurio indio) con un superconductor (aluminio) para crear las condiciones necesarias para la existencia de partículas de Majorana.

Además, Microsoft dice que ya ha colocado ocho qubits topológicos en un chip diseñado para albergar un millón.

Según Microsoft, una computadora cuántica de un millón de qubits podría revolucionar campos como la ciencia de los materiales, la agricultura sostenible, el descubrimiento de las drogas y la resolución de los problemas ambientales. Por ejemplo, podría usarse para diseñar materiales automáticos automáticos, optimizar el uso de fertilizantes o encontrar nuevas formas de descomponer los micro plásticos.

Colaboración con darpa

El potencial de la tecnología de Microsoft ha sido reconocido por la Agencia para Proyectos de Investigación de Defensa Avanzada (DARPA), que ha seleccionado a la compañía para participar en la fase final de su programa US2QC. Este programa tiene como objetivo evaluar y desarrollar tecnologías cuánticas innovadoras que puedan superar las capacidades de las computadoras clásicas.

Según Microsoft, este anuncio representa un hito importante en la carrera para construir una computadora cuántica útil y escalable. Si bien todavía hay muchos desafíos por delante, la compañía cree que su enfoque topológico es un camino prometedor hacia la resolución de problemas que hoy en día son inaccesibles.