El avance cuántico de Microsoft promete marcar el comienzo de la próxima era de la informática en 'años, no décadas'
Microsoft dice que ha desarrollado un nuevo procesador cuántico basado en un nuevo estado de materia, lo que le da un camino claro para lograr la promesa a largo plazo de la computación cuántica de resolver algunos de los problemas más difíciles del mundo.
"Creemos que este avance nos permitirá crear una computadora cuántica verdaderamente significativa, no en décadas, como algunos han predicho, sino en años", escribió la CEO de Microsoft, Satya Nadella, en una publicación de LinkedIn sobre las noticias.
El enfoque de Microsoft difiere de Google, IBM y otros que han estado vertiendo sus esfuerzos para usar grandes cantidades de procesadores cuánticos existentes para superar los errores. En cambio, Microsoft se centra en desarrollar nuevas tecnologías cuánticas diseñadas para ser más precisas en primer lugar.
"Creo que fundamentalmente cambia el panorama competitivo", dijo Chirag Dekate, un analista de Gartner que cubre la computación cuántica. Si bien el enfoque aún debe demostrarse que funciona a escala, dijo, los avances parecen dar a Microsoft un foso competitivo profundo contra otros jugadores clave que persiguen avances cuánticos.
Al igual que los transistores reemplazaron los tubos de vacío en la computación moderna, Microsoft ha creado el "transistor para la edad cuántica" con sus últimos avances, dijo Chetan Nayak, miembro técnico de Microsoft y vicepresidente corporativo de Hardware cuántico, en una entrevista con Geekwire.
Las innovaciones son el resultado de una iniciativa de computación cuántica de 19 años en Microsoft, actualmente el programa de investigación y desarrollo de más largo plazo dentro de la empresa.
"Es un momento en el que hemos estado soñando durante mucho tiempo", dijo Nayak.
Microsoft dice que ve un gran potencial para la computación cuántica en áreas como la química, la bioquímica y la ciencia de los materiales, que avanzan significativamente campos como la atención médica y la fabricación, especialmente cuando se usan para refinar y mejorar los modelos de inteligencia artificial.
La compañía también dijo que ha sido seleccionado por DARPA, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos, para construir una computadora cuántica tolerante a fallas prototipo basada en sus innovaciones.
Si los avances anunciados el miércoles representan el transistor para la era cuántica, dijo Nayak, esta futura computadora cuántica tolerante a fallas sería el circuito integrado.
Microsoft describe su avance científico, que permite la creación del primer qubit "topológico" del mundo, en un trabajo de investigación publicado el miércoles en la revista Naturaleza.
Los qubits son la unidad básica de información en una computadora cuántica. A diferencia de las computadoras binarias clásicas que cambian entre 1s y 0s, los qubits pueden existir en múltiples estados simultáneamente, gracias a la mecánica cuántica, que desbloquean capacidades computacionales mucho más grandes.
"Topological" se refiere a la forma en que Microsoft almacena información. El enfoque se basa más en el diseño general del material y menos en los átomos subyacentes individuales.
Google llegó a los titulares en diciembre con el anuncio de su propio chip cuántico, Willow, que utiliza una gran cantidad de un tipo de qubit existente para reducir los errores exponencialmente. Google y muchos otros en la industria utilizan un enfoque llamado ruidoso cuántico a escala intermedia, o NISQ, que se basa en la escala para superar los errores.
Sin embargo, con su nuevo qubit topológico, Microsoft está buscando hacer que los componentes fundamentales de la computación cuántica sean más estables y menos propensos a errores, lo que resulta en una eficiencia mucho mayor a mayor escala.
La compañía dice que ha colocado ocho qubits topológicos en un chip, que llama el "Majorana 1″, que está diseñado para contener 1 millón de qubits.
"Una computadora cuántica de un millón de quits no es solo un hito, es una puerta de entrada para resolver algunos de los problemas más difíciles del mundo", escribió Nakay de Microsoft en una publicación el miércoles por la mañana. Explicó que "la computación cuántica a esta escala podría conducir a innovaciones como materiales de autocuración que reparan grietas en puentes, agricultura sostenible y descubrimiento químico más seguro".
La clave para todo esto es un material nuevo que hace que los electrones formen "cuasipartículas" que imiten las propiedades de Majorana (my-or-ana) partículas. Las partículas de Majorana, originalmente propuestas en 1937 por el físico italiano Ettore Majoran, dividieron un electrón en dos ubicaciones separadas. Ambas ubicaciones deben ser perturbadas simultáneamente para cambiar el qubit, reduciendo las posibilidades de interrupción.
Esta es la clave para hacer un qubit más estable.
Microsoft informó por primera vez en 2022 que sus investigadores habían encontrado evidencia de lo que se conoce como un modo cero de Majorana, que existe en ambos extremos de un nanocable con precisión sintonizado. Después de ese descubrimiento, la compañía anunció en 2023 que podría controlar las cuasipartículas de Majorana.
La clave de los últimos avances fue la creación de topoconductores, una nueva categoría de material que se realiza combinando aluminio con arsenuro de indio (utilizado en aplicaciones como detectores infrarrojos) a través de un proceso de enfriamiento extremo. Estos topoconductores permiten un nuevo estado de materia, llamado superconductividad topológica, que no es sólido, líquido ni gas.
Al mismo tiempo, la compañía dice que ha presentado una forma precisa de leer información cuántica de los qubits topológicos, que utiliza lo que llama un "punto cuántico", un pequeño condensador que permite que el sistema cuente si hay un par o un par o Número impar de electrones.
Microsoft dice que la eficiencia y la estabilidad resultantes prometen finalmente permitir la escala y la precisión necesarias para comenzar a lograr la promesa de la computación cuántica.
"Creo que este descubrimiento en realidad acelera esa línea de tiempo", dijo Nayak, cuando se le pidió que pusiera las noticias en perspectiva. “Así que no creo que estemos décadas de distancia. Creo que estamos a años de distancia ".
