Durante las últimas décadas, la computación cuántica ha estado de boca en boca en el público general, fascinando e intrigando con su potencial casi surrealista. Imagine una computadora capaz de resolver los problemas más complejos de nuestro mundo, ¿una idea cautivadora, no es así? Recientemente, Microsoft ha anunciado su chip Majorana 1, una tecnología que promete revolucionar por completo la computación cuántica, lo cual ha causado tanto emoción como escepticismo en la comunidad científica.
¿Qué es la computación cuántica?
En primer lugar, debemos recordar por qué esta tecnología tiene tanto potencial. La computación digital —con la cual funcionan nuestros dispositivos— se basa en guardar información en bits, donde cada bit puede ser un 0 o un 1. Al unir y procesar una gran cantidad de bits, nuestros dispositivos son capaces de funcionar.
Una computadora cuántica utiliza cúbits (también llamados qubits) en lugar de bits. La diferencia principal radica en que los cúbits, en lugar de tomar un valor de 0 o 1, adoptan una combinación de ambos valores —algo posible gracias a la mecánica cuántica—. Esta característica permite que las computadoras cuánticas sean capaces de resolver problemas en segundos, que a una computadora normal le tomarían siglos.
Majorana 1: Un cambio en el juego
Hasta ahora, el principal obstáculo de la computación cuántica ha sido la corrección de errores. Las partículas cuánticas son muy sensibles, y la más mínima interacción con el exterior provoca que colapsen, ocasionando errores en la operación de la computadora. Para solucionar este problema se ha recurrido a la corrección de errores cuántica; con los métodos actuales, una computadora cuántica útil habría tenido que ser del tamaño de un campo de fútbol.
El chip Majorana 1 promete superar estos obstáculos al crear un nuevo tipo de cúbits, llamados cúbits topológicos. La característica que los hace especiales es que la información cuántica no se almacena en partículas individuales, sino que se distribuye a lo largo de una superficie, lo cual confiere a estos cúbits una resistencia natural a los errores.
Partículas de Majorana
El funcionamiento de los cúbits de este chip se basa en la partícula de Majorana, una partícula cuya propiedad única es ser su propia antipartícula. Hasta hace un par de décadas, las partículas de Majorana solo existían en teoría, pero Microsoft ha logrado crear cuasipartículas de Majorana, que constituyen la base de sus cúbits topológicos.
¿Cómo funciona?
El chip Majorana 1 está compuesto por nanocables de arseniuro de indio y aluminio, que actúan como semiconductor y superconductor, respectivamente. Estos nanocables se organizan en estructuras con forma de H, y al ser enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto, muestran sus propiedades cuánticas, permitiendo la aparición de cuasipartículas de Majorana —una en cada extremo de la H—. Las partículas de Majorana se controlan mediante campos magnéticos, lo que permite manipular el cúbit.
¿Qué significa esto para el futuro?
Majorana 1 tiene el potencial de impulsar en gran medida el desarrollo de la computación cuántica. Su valor no reside en la cantidad de cúbits, sino en su escalabilidad, lo que abre las puertas a computadoras cuánticas mucho más poderosas y prácticas que las actuales.
Estos avances abren la puerta a innumerables aplicaciones de la computación cuántica, especialmente en su capacidad para simular sistemas extremadamente complejos. Esto permitiría avances que van desde la medicina, con el desarrollo de nuevos fármacos, hasta descubrimientos en física y química. Todo ello gracias a un poder de cálculo sin precedentes, que nos permitirá descubrir los secretos de la materia y del universo.