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Microsoft ha anunciado avances significativos en la computación cuántica que podrían llevar al desarrollo de una computadora cuántica útil y comercializable en menos de diez años. Este anuncio, realizado el miércoles y publicado en la revista Nature, destaca un logro clave: el desarrollo de un procesador basado en un nuevo estado de la materia, conocido como "superconductividad topológica", que abre nuevas posibilidades en el ámbito de la computación cuántica.
El descubrimiento, realizado por el equipo de Microsoft Azure Quantum, ha sido posible gracias a una partícula teórica llamada fermión de Majorana, que tiene propiedades cuánticas únicas y ha sido utilizada para crear cúbits topológicos. Estos cúbits, a diferencia de los tradicionales, son más resistentes a los errores, un desafío fundamental en la computación cuántica. Chetan Nayak, físico y coautor del estudio, enfatizó la importancia de este avance: “Tendremos una computadora cuántica tolerante a fallos en años, no en décadas”.
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Superconductividad Topológica, ¿Qué es?
El proceso detrás de este avance se centra en la creación de un chip especial denominado Majorana 1, que se basa en la partícula de Majorana.
Este chip se fabrica utilizando un material compuesto de arseniuro de indio (un semiconductor) y aluminio (un superconductor), que al ser enfriado a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15 grados Celsius) y sometido a campos magnéticos, forma nanocables superconductores topológicos. Estos cables contienen Modos Cero de Majorana (MZM) en sus extremos, una característica clave que permite la creación de cúbits robustos y tolerantes a fallos.
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Este estado de la materia, previamente solo conocido de manera teórica, abre un nuevo camino hacia la creación de cúbits con propiedades mucho más resistentes a los errores, un avance crucial para que la computación cuántica sea más práctica y eficiente en el futuro.
El Desafío de los cúbits en la computación cuántica
En la computación cuántica, los cúbits son la unidad básica de información, similar a los bits en la informática clásica, pero con una capacidad mucho mayor. Sin embargo, los cúbits tradicionales tienen un grave problema: su estabilidad es extremadamente limitada, lo que hace que pierdan sus propiedades en milisegundos al interactuar con el entorno. Este fenómeno, conocido como decoherencia cuántica, ha sido uno de los mayores obstáculos para el avance de la tecnología.
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El equipo de Microsoft ha logrado desarrollar una forma de medir la paridad de los fermiones de disparo único, un proceso que permite comprobar si la información en los cúbits se conserva sin errores de manera no destructiva. Esta medición ha sido clave para garantizar que los cúbits creados sean robustos y funcionales, abriendo la puerta a la creación de sistemas cuánticos más estables y con una infraestructura de equipamiento relativamente pequeña.
Este avance no solo tiene implicaciones para la computación cuántica, sino también para la física de la materia condensada. El descubrimiento de un superconductor topológico estable que permita manipular los fermiones de Majorana representa un hito en el entendimiento y control de estados cuánticos.
Microsoft, con su investigación pionera, ha dado un paso crucial hacia la creación de una computadora cuántica que podría transformar industrias enteras, desde la inteligencia artificial hasta la simulación de materiales y la criptografía. A pesar de los progresos realizados, Nayak y su equipo reconocen que aún queda trabajo por hacer antes de que las computadoras cuánticas sean una realidad comercial. Sin embargo, con los avances conseguidos, Microsoft parece haber allanado el camino para que la computación cuántica llegue a ser una tecnología práctica en la próxima década.
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