Majorana 1: así es el nuevo chip de Microsoft que marca un antes y un después en computación cuántica
El dispositivo podría ser clave para conseguir ordenadores cuánticos prácticos, ya que soluciona el problema de la inestabilidad que hasta ahora impedía su desarrollo a gran escala
Microsoft ha presentado Majorana 1, un nuevo chip cuántico que utiliza una arquitectura denominada Topological Core. Se trata de un dispositivo que busca solucionar uno de los principales problemas de la computación cuántica: la inestabilidad de los qubits, los elementos básicos que necesitan estos ordenadores para funcionar. El chip está diseñado para mantener estos qubits estables mediante un nuevo enfoque en su diseño y control.
Según detalla Microsoft en su anuncio oficial del chip Majorana 1, su objetivo es llegar a integrar un millón de qubits en un chip del tamaño de la palma de una mano. Esta cifra se considera clave para que los ordenadores cuánticos puedan resolver problemas prácticos del mundo real.
Una nueva aproximación a los qubits
El Majorana 1 utiliza un estado de la materia diferente al sólido, líquido o gaseoso, llamado estado topológico. Este estado se caracteriza por mantener sus propiedades incluso cuando se somete a deformaciones o perturbaciones, algo así como una goma elástica que mantiene sus características esenciales aunque la estires o la retuerzas.
Para conseguirlo, los investigadores han tenido que crear una combinación de dos materiales: el arseniuro de indio (un compuesto semiconductor usado en detectores de infrarrojos) y el aluminio, colocando sus átomos uno a uno en una disposición muy específica.
Los expertos señalan que 2025 podría marcar un punto de inflexión en la computación cuántica, y desarrollos como este apuntan en esa dirección. Una de las ventajas clave del nuevo chip es que permite controlar los qubits de forma digital, como si fuera un interruptor que se enciende y se apaga, en lugar de requerir ajustes analógicos muy precisos.
La nueva arquitectura introduce mejoras para proteger los qubits del ruido y las interferencias externas, uno de los principales problemas actuales. Los qubits son muy sensibles a cualquier perturbación del entorno, lo que puede hacer que pierdan la información que almacenan.
Aplicaciones y siguientes pasos
El nuevo chip incluye un sistema de medición extremadamente preciso: es capaz de detectar un solo electrón extra en medio de mil millones, algo así como encontrar una persona específica entre toda la población de China. Esta capacidad es fundamental para saber en qué estado se encuentra cada qubit.
Los avances en teletransporte cuántico y este tipo de chips podrían permitir crear en el futuro una red de ordenadores cuánticos conectados entre sí. Entre las posibles aplicaciones destaca la descomposición de microplásticos, ya que estos ordenadores podrían ayudar a encontrar sustancias capaces de descomponer cada tipo específico de plástico. También podrían facilitar el desarrollo de materiales que se reparen solos (útiles en puentes o pantallas de móvil) y mejorar la agricultura diseñando enzimas más eficientes.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) ha incluido este desarrollo en su programa US2QC, siendo Microsoft una de las dos empresas que han llegado a la fase final.
Para funcionar, el sistema necesita mantener los qubits a temperaturas extremadamente bajas y coordinar su funcionamiento con ordenadores convencionales. Microsoft ha conseguido integrar ocho qubits en su chip actual, pero reconoce que alcanzar el objetivo del millón de qubits requerirá años adicionales de desarrollo.
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