Microsoft anunció el desarrollo del chipset de Majorana 1 el miércoles, destacando un avance en la computación cuántica. El gigante tecnológico con sede en Redmond ha estado investigando nuevos materiales y arquitecturas durante 17 años y ahora afirma haber desarrollado el primer “topoconductor” del mundo, un materials que existe en un estado distinto más allá de los sólidos, líquidos y gases. También puede observar y controlar las partículas de Majorana. La compañía dijo que esta nueva innovación puede conducir a la construcción de computadoras cuánticas escalables y resistentes a los errores. En specific, el procesador Majorana 1 puede acomodar hasta un millón de qubits en un solo chip.
Comprender la computación cuántica
Antes de explorar el procesador Majorana 1, primero comprendamos la computación cuántica y cómo este avance contribuye al avance de computadoras cuánticas confiables y escalables. Tradicionalmente, las computadoras (computadoras de escritorio, computadoras portátiles o teléfonos inteligentes) con las que estamos familiarizados se llaman computadoras clásicas y usan pequeños transistores en el chipset llamado bits.
Estos bits, que existen en los estados dentro o fuera, pueden procesar información en un orden secuencial. Entonces, si una computadora clásica es una biblioteca en la que cada libro representa una información, Bits recoge un libro a la vez y lea. Este es un proceso lento y puede llevar mucho tiempo completar tareas complejas. Esta es la razón por la cual los científicos encajan en múltiples transistores en una computadora para inducir el procesamiento paralelo. En specific, miles de dichos procesadores se combinan para crear una supercomputadora.
Las computadoras cuánticas son fundamentalmente diferentes. En lugar de bits, usan bits o qubits cuánticos. Estos son materiales cuánticos especiales, como superconductores o átomos atrapados (o iones) y siguen la física cuántica de la superposición. Lo que esto significa es diferente a los bits, pueden existir en los estados de On, Off o ambos al mismo tiempo.
Ahora, debido a esta superposición, los qubits pueden procesar una gran cantidad de datos al mismo tiempo. Volviendo a la analogía de la biblioteca, las computadoras cuánticas pueden abrir todos los libros al mismo tiempo para encontrar la información requerida. Esto también permite que estas computadoras procesen múltiples posibilidades al mismo tiempo, y pueden completar una investigación que generalmente lleva décadas en años.
Si bien el potencial es significativamente alto con los qubits, existe un problema de estabilidad. Los qubits son extremadamente sensibles a su entorno y cualquier fluctuación menor puede conducir a errores en el procesamiento. Esta es la razón por la cual la computación cuántica todavía no se usa comercialmente o en espacios de investigación.
¿Puede el chipset de Microsoft Majorana 1 resolver el problema de estabilidad de Quantum Computing?
El gigante tecnológico descrito El chipset de Majorana 1 como el primer procesador cuántico topológico del mundo. Un estado topológico es una fase de materia que se distingue por las propiedades globales, en lugar de las propiedades locales de su función de onda. Pueden permanecer sin cambios bajo deformaciones continuas y resistir el impacto del entorno externo.
Construido en una nueva arquitectura de núcleo topológico, el chipset Majorana 1 puede acomodar hasta un millón de qubits en un solo chip que puede caber en una palma. Curiosamente, el gigante tecnológico no está utilizando electrones para el cómputo. En cambio, utiliza partículas de Majorana, que fueron descritas por primera vez por el físico teórico Ettore Majorana en 1937.
Las partículas de Majorana o los fermiones de Majorana son partículas exóticas que actúan como sus propias antipartículas. Estos son superconductores topológicos, lo que significa que si bien la mayor parte de su estructura permanece superconductor, los estados de superficie o borde están protegidos por el desorden o las impurezas. No hace falta decir que las partículas de Majorana no existen en la naturaleza.
Microsoft tiene como objetivo usar estas propiedades para crear un qubit más robusto, reduciendo la necesidad de mecanismos complejos de corrección de errores. Se cube que esto conduce a procesadores cuánticos escalables y confiables. Sin embargo, estos son los primeros días, y el gigante tecnológico aún necesitará diseñar y construir los qubits topológicos.
El fabricante de Home windows no es la única compañía que intenta innovar en el espacio de computación cuántica. Google, por ejemplo, está desarrollando su chip de Willow utilizando transmons superconductores en sus procesadores sycamore. Ionq, la empresa de computación cuántica de Maryland, también está desarrollando una tecnología de iones de mando que ofrece tiempos de coherencia bajos a pesar de las velocidades más lentas de la puerta. IBM y D-Wave son otras compañías que trabajan en el mismo problema.
