Majorana 1: el primer chip cuántico con arquitectura topológica de Microsoft que redefine el futuro de la computación cuántica
Microsoft presenta un chip cuántico pionero que promete acelerar la resolución de problemas industriales y científicos mediante una arquitectura innovadora, acercando la computación cuántica a su escalabilidad masiva y aplicaciones prácticas en sectores clave como la salud, la agricultura y la sostenibilidad.
Microsoft ha dado un paso crucial en la carrera por la computación cuántica con el anuncio de Majorana 1, el primer chip cuántico del mundo impulsado por una innovadora arquitectura de núcleo topológico. Este avance promete reducir el tiempo necesario para que los ordenadores cuánticos resuelvan problemas significativos a escala industrial, pasando de décadas a años. Con esta tecnología, la empresa busca superar las limitaciones actuales y abrir un camino claro hacia la escalabilidad masiva de los sistemas cuánticos.
Un hito en la computación cuántica: el primer topoconductor del mundo
El Majorana 1 se basa en el uso del primer topoconductor del mundo, un material revolucionario que permite observar y controlar partículas de Majorana. Estas partículas juegan un papel clave en la generación de qubits más confiables y escalables, esenciales para el desarrollo de computadoras cuánticas funcionales y de alto rendimiento.
Chetan Nayak, miembro técnico de Microsoft, explicó la filosofía detrás de esta tecnología: «Dimos un paso atrás y dijimos: ‘Está bien, inventemos el transistor para la era cuántica’. ¿Qué propiedades debe tener? Y así es como llegamos aquí: es la combinación particular, la calidad y los detalles importantes en nuestra nueva pila de materiales lo que ha permitido un nuevo tipo de qubit y, en última instancia, toda nuestra arquitectura».
Un camino hacia el millón de qubits
Para que la computación cuántica tenga un impacto real en problemas complejos de la industria y la ciencia, se necesitan millones de qubits funcionales. Majorana 1 marca un antes y un después al ofrecer un diseño capaz de encajar hasta un millón de qubits en un solo chip de tamaño compacto.
«Lo que sea que hagas en el espacio cuántico debe tener un camino a un millón de qubits. Si no es así, vas a chocar contra un muro antes de llegar a la escala en la que puedas resolver los problemas en verdad importantes que nos motivan», señaló Nayak.
Los topoconductores permiten producir un qubit más estable, rápido y compacto, controlado de manera digital sin las complejas compensaciones requeridas por otros enfoques actuales. Un estudio publicado en Nature detalla cómo los investigadores de Microsoft lograron crear y medir con precisión las propiedades exóticas del qubit topológico, un paso fundamental para la computación cuántica práctica.
Materiales de vanguardia para una revolución tecnológica
El desarrollo de Majorana 1 requirió la creación de una nueva pila de materiales, construida a partir de arseniuro de indio y aluminio. Microsoft diseñó y fabricó estos materiales átomo por átomo, con el objetivo de generar partículas cuánticas Majorana y aprovechar sus propiedades únicas para mejorar la estabilidad de los qubits.
El núcleo topológico que impulsa Majorana 1 ha sido diseñado con resistencia al error incorporada a nivel de hardware. Esto lo hace más estable y confiable, un aspecto crítico para aplicaciones comerciales que requerirán billones de operaciones en un millón de qubits.
Microsoft y DARPA: colaboración para el futuro de la cuántica
El enfoque innovador de Microsoft ha llevado a la empresa a ser una de las dos seleccionadas para la fase final del programa US2QC (Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing) de DARPA. Este programa forma parte de la Iniciativa de Benchmarking Cuántico de DARPA y busca desarrollar la primera computadora cuántica tolerante a fallas con un valor computacional superior a sus costos operativos.
Matthias Troyer, miembro técnico de Microsoft, destacó la visión de la compañía: «Desde el principio quisimos hacer una computadora cuántica para tener un impacto comercial, no solo para el liderazgo de pensamiento. Sabíamos que necesitábamos un nuevo qubit. Sabíamos que teníamos que escalar».
Aplicaciones revolucionarias: de la industria a la ciencia
Con el potencial de un millón de qubits funcionales, la computación cuántica podría transformar diversas industrias:
- Materiales autorreparables: podría ayudar a diseñar materiales que se autorreparen, evitando grietas en puentes, partes de aviones o pantallas de teléfonos.
- Reducción de microplásticos: la computación cuántica podría encontrar catalizadores que descompongan los plásticos en subproductos no tóxicos.
- Agricultura y salud: el estudio preciso de enzimas podría mejorar el rendimiento de los cultivos y desarrollar nuevas terapias médicas.
Troyer resaltó el impacto potencial: «Cualquier empresa que fabrique algo podría diseñarlo a la perfección la primera vez. La computadora cuántica le enseña a la IA el lenguaje de la naturaleza para que la IA pueda decirte la receta de lo que quieres hacer».
El anuncio de Majorana 1 representa un avance crucial en la computación cuántica, acercando la posibilidad de resolver problemas industriales y científicos que hoy son inabordables para las computadoras clásicas. Con una arquitectura escalable y un diseño basado en materiales revolucionarios, Microsoft está trazando el camino hacia una nueva era tecnológica.
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