Microsoft ha presentado Majorana 1, el primer chip cuántico del mundo impulsado por una nueva arquitectura de núcleo topológico. Con ella se espera dar lugar a ordenadores cuánticos comerciales capaces de resolver problemas complejos en años en lugar de décadas.
Para ello, emplea el primer topoconductor del mundo, un tipo de material innovador que puede observar y controlar partículas de Majorana para producir cúbits -componentes básicos de los computadores cuánticos-, más fiables y escalables.
A diferencia de las máquinas clásicas que utilizan bits: valores de ceros o unos, para almacenar y manipular la información, las computadoras cuánticas usan cúbits. Estos pueden tomar los valores cero o uno, pero también varias combinaciones, en virtud del «principio de superposición cuántica», una de las leyes fundamentales de la mecánica cuántica. Un procesador de cúbits no solo es más rápido o potente, sino que también es capaz de realizar operaciones que uno tradicional nunca podría llevar a cabo.
De la misma manera que la invención de los semiconductores hizo posible los smartphones, los ordenadores y toda la electrónica que nos rodea hoy, los topoconductores y el nuevo tipo de chip ofrecen un camino para desarrollar sistemas cuánticos que pueden escalar a un millón de cúbits.
Gracias a esto, serán capaces de abordar los problemas más complejos de nuestro mundo, como la descomposición de microplásticos en materiales seguros o la creación de materiales autorreparables para la construcción, la industria y la sanidad. Ningún ordenador actual, ni siquiera todos juntos, puede lograr lo que haría un ordenador cuántico con un millón de cúbits.
El nuevo estado de la materia
El topoconductor es un material especial capaz de crear un nuevo estado de la materia, distinto al sólido, líquido o gaseoso: el estado topológico. Este material permite desarrollar un cúbit más estable, rápido, pequeño y controlable digitalmente, sin las limitaciones de las opciones actuales.
Este avance requirió crear una nueva estructura de materiales a partir de arseniuro de indio y aluminio, diseñada y fabricada átomo a átomo por Microsoft. El objetivo era generar partículas cuánticas llamadas Majoranas y aprovechar sus propiedades únicas para impulsar la próxima generación de computación cuántica.
El núcleo topológico que alimenta Majorana 1 es el primero de su tipo en el mundo. Su diseño incorpora tolerancia a errores en el hardware, lo que lo hace más estable y confiable.
Un nuevo horizonte de posibilidades
Las computadoras cuánticas de un millón de cúbits podrán usar la mecánica cuántica para mapear con precisión el comportamiento de la naturaleza, desde reacciones químicas hasta interacciones moleculares y energías enzimáticas. Gracias a esto, podrán resolver problemas en química, ciencia de materiales y otras industrias que son imposibles para los ordenadores actuales.
Por ejemplo, podrían ayudar a entender por qué los materiales se corroen o se agrietan, lo que permitiría crear materiales que se reparan solos. Esto podría aplicarse en puentes, aviones, pantallas de smartphones e incluso carrocerías de autos que vuelven a su estado original tras un rasguño.
También podrían ayudar a encontrar un catalizador universal para descomponer plásticos, un avance clave para combatir la contaminación por microplásticos y reducir la huella de carbono.
Además, podrían optimizar el uso de enzimas en la medicina y la agricultura, permitiendo, por ejemplo, mejorar la fertilidad del suelo y aumentar la producción de alimentos en zonas con climas extremos, ayudando a combatir el hambre en el mundo.
Sobre todo, la computación cuántica permitirá a ingenieros, científicos, empresas y otros profesionales concebir las cosas bien a la primera, lo que supondría una transformación en todos los ámbitos. Al combinar la potencia de la computación cuántica con herramientas de IA, será posible simplemente describir en lenguaje común el material o molécula que se desea crear y obtener una solución funcional de inmediato, sin necesidad de conjeturas ni años de prueba y error.
