Microsoft ha revelado su nuevo chip cuántico, el Majorana 1, prometiendo que la computación cuántica podrá finalmente abordar problemas prácticos. Gracias a su innovadora arquitectura y tamaño, este procesador tiene la capacidad de apilarse en una sola placa, lo que podría permitir alcanzar escalas de millones de qubits, considerado el «santo grial» del procesamiento. Satya Nadella, CEO de la compañía, explicó que este avance se logró mediante el estudio de un «nuevo estado de la materia», que es completamente distinto a los estados sólido, líquido y gaseoso.
El estado de la materia mencionado por Nadella es la superconductividad topológica. Este fenómeno, que se está explorando recientemente, combina las valiosas propiedades de la conducción eléctrica sin resistencia con los misteriosos estados topológicos de la materia, conocidos por su resistencia a la deformación.
Características de la superconductividad topológica
Bajo las condiciones adecuadas, materiales utilizados en computación, como el aluminio, pueden «entrar» en el estado de superconductividad topológica, manifestando comportamientos novedosos que ofrecen múltiples beneficios. Con un material topoconductor, la transferencia de partículas en una computadora cuántica se realiza sin obstáculos, al mismo tiempo que se protege de alteraciones externas.
Este avance en la arquitectura del chip cuántico no solo representa un aumento en la potencia de procesamiento, sino que también implica una reinvención en la forma en que se diseñan y construyen estos dispositivos. La posibilidad de integrar millones de qubits en un solo chip podría revolucionar la computación cuántica, haciéndola más accesible y eficiente.
Entendiendo los estados de la materia
Para comprender la relevancia de este nuevo estado de la materia, es importante definir qué es un estado de la materia. En términos simples, un estado de materia es la forma en que un elemento se presenta en la vida cotidiana. Existen moléculas que flotan libremente en el aire, otras que se agrupan para formar una roca, y aquellas que adoptan la forma de un contenedor, representando así los estados gaseoso, sólido y líquido.
En el ámbito de la física, un «estado» se refiere a una fase de la materia con características únicas que pueden describirse matemáticamente. Cada estado depende de factores externos, como la temperatura y la presión. Por ejemplo, cuando el agua cambia de estado líquido a sólido, su volumen aumenta mientras que su densidad disminuye, alterando sus propiedades físicas, aunque la composición química permanezca constante.
Desafíos en la computación cuántica
La computación cuántica enfrenta dos desafíos principales: la escalabilidad y la funcionalidad de los qubits. Para construir una unidad de procesamiento que contenga miles de qubits, es esencial interconectarlos, lo que podría resultar en ordenadores de dimensiones poco prácticas. Además, la naturaleza de la tecnología cuántica requiere entornos controlados, lo que provoca que los qubits pierdan coherencia. No todos los qubits son funcionales, ya que su estado cuántico puede verse perturbado por variaciones en temperatura, vibraciones o ruido electromagnético. Los chips cuánticos que utilizan superconductividad topológica tienen el potencial de abordar estos problemas fundamentales de manera efectiva.