Microsoft ha revelado un chip cuántico que genera un nuevo estado de la materia
Microsoft ha lanzado Majorana 1, el primer chip cuántico a nivel mundial basado en una innovadora arquitectura de núcleo topológico. Este avance promete abrir la puerta a ordenadores cuánticos comerciales que puedan resolver problemas complejos en años, en lugar de décadas. Para lograrlo, se utiliza el primer topoconductor del planeta, un material revolucionario que permite observar y manipular partículas de Majorana para crear cúbits, los elementos fundamentales de los computadores cuánticos, que son más fiables y escalables.
A diferencia de las computadoras clásicas que usan bits, representando valores de cero o uno para almacenar y procesar información, las computadoras cuánticas operan con cúbits. Estos pueden representar cero o uno, pero también una variedad de combinaciones gracias al «principio de superposición cuántica», una de las leyes esenciales de la mecánica cuántica. Un procesador de cúbits no solo es más veloz y potente, sino que tiene la capacidad de realizar operaciones que un ordenador convencional no podría ejecutar.
Así como la invención de los semiconductores hizo posible la existencia de smartphones, ordenadores y toda la electrónica moderna, los topoconductores y este nuevo tipo de chip ofrecen un camino para el desarrollo de sistemas cuánticos que podrían escalar hasta un millón de cúbits. Esto permitirá abordar algunos de los desafíos más complejos de nuestro tiempo, como la descomposición de microplásticos en sustancias seguras o el desarrollo de materiales autorreparables para la construcción, la industria y la salud. Ningún ordenador actual, ni siquiera en conjunto, puede lograr lo que un ordenador cuántico con un millón de cúbits podría hacer.
El nuevo estado de la materia
El topoconductor es un material extraordinario que tiene la capacidad de generar un nuevo estado de la materia, diferente a los estados sólido, líquido o gaseoso: el estado topológico. Este material facilita la creación de un cúbit que es más estable, veloz, compacto y que puede ser controlado digitalmente, superando las limitaciones de las opciones actuales.
Este avance tecnológico implicó el desarrollo de una nueva estructura de materiales a partir de arseniuro de indio y aluminio, la cual fue diseñada y producida átomo por átomo por Microsoft. La meta era crear partículas cuánticas conocidas como Majoranas y utilizar sus propiedades únicas para potenciar la próxima generación de computación cuántica.
El núcleo topológico que alimenta Majorana 1 es el primero de su tipo en todo el mundo. Su diseño integra tolerancia a errores en el hardware, lo que proporciona una mayor estabilidad y fiabilidad.
Un nuevo horizonte de posibilidades
Las computadoras cuánticas con un millón de cúbits utilizarán la mecánica cuántica para mapear con exactitud el comportamiento de la naturaleza, abarcando desde reacciones químicas hasta interacciones moleculares y energías enzimáticas. Gracias a esta capacidad, podrán abordar problemas en química, ciencia de materiales y otras industrias que resultan inalcanzables para los ordenadores actuales.
Por ejemplo, podrían facilitar la comprensión de por qué los materiales sufren corrosión o agrietamiento, lo que abriría la puerta a la creación de materiales con la capacidad de auto-reparación. Esta innovación podría implementarse en estructuras como puentes, aeronaves, pantallas de teléfonos inteligentes e incluso en carrocerías de automóviles que regresan a su estado original tras sufrir un rasguño.
Además, podrían ser cruciales en la búsqueda de un catalizador universal para descomponer plásticos, un avance fundamental en la lucha contra la contaminación por microplásticos y para disminuir la huella de carbono. También tienen el potencial de optimizar el uso de enzimas en medicina y agricultura, lo que permitiría, por ejemplo, mejorar la fertilidad del suelo y aumentar la producción alimentaria en regiones con condiciones climáticas extremas, contribuyendo así a la lucha contra el hambre a nivel global.
Sobre todo, la computación cuántica proporcionará a ingenieros, científicos, empresas y otros profesionales la capacidad de concebir soluciones de manera precisa desde el inicio, lo que implicará una revolución en todos los sectores. Al fusionar la potencia de la computación cuántica con herramientas de inteligencia artificial, será factible describir en términos simples el material o molécula que se desea crear y recibir una solución funcional al instante, sin la necesidad de conjeturas ni largos períodos de prueba y error.
