Microsoft presenta Majorana 1, su primer chip cuántico

Microsoft presentó el pasado 19 de febrero de 2025 Majorana 1, su primer chip cuántico, basado en una arquitectura de núcleo topológico, un avance que redefine las posibilidades de la computación cuántica. Este procesador representa un hito en la búsqueda de soluciones para problemas complejos, superando limitaciones como la escalabilidad y la corrección de errores. Según Microsoft, esta tecnología podría transformar industrias enteras en los próximos años.

De acuerdo con Satya Nadella, CEO de Microsoft, este desarrollo permitirá la creación de una computadora cuántica «verdaderamente útil» en años, no en décadas, como se pensaba. La compañía ha invertido 17 años en la investigación y fabricación del nuevo material necesario para este avance.

El resultado de su investigación es el primer topoconductor del mundo, un material que no solo permite observar las partículas Majorana, sino también controlarlas, lo que se traduce en cúbits más estables y confiables desde su concepción y resistente a errores a nivel de hardware, lo que garantiza una mayor estabilidad. Gracias a ello, se obtiene un cúbit más estable, rápido y compacto, que puede controlarse digitalmente sin las desventajas de los modelos actuales.

En las computadoras cuánticas, los núcleos están formados por cúbits, unidades de información similares a los bits binarios utilizados en la computación tradicional. Empresas como Microsoft, IBM y Google han trabajado durante años en mejorar su fiabilidad para superar las limitaciones de los bits convencionales.

Sin embargo, los cúbits cuánticos presentan un problema fundamental: son extremadamente sensibles a perturbaciones y errores ambientales, lo que puede provocar la pérdida de información. Además, su estado se ve afectado por la medición, lo que dificulta su control y estabilidad. Por ello, era necesario un cúbit capaz de medirse y controlarse con precisión sin comprometer su integridad.

Microsoft asegura que Majorana 1 puede almacenar hasta un millón de cúbits en un solo chip. En lugar de utilizar electrones, emplea la partícula Majorana, teorizada por el físico Ettore Majorana en 1937.

La investigación, publicada en Nature, detalla que el cúbit topológico se creó a partir de arseniuro de indio y aluminio, materiales empleados en detectores infrarrojos. Según Microsoft, estos fueron diseñados y fabricados átomo por átomo con el objetivo de generar nuevas partículas cuánticas y aprovechar sus propiedades.

El Majorana 1 está impulsado por el primer topoconductor del mundo, un material innovador que permite crear cúbits más confiables y escalables. Este superconductor topológico genera estados estables de la materia, distintos de los estados convencionales (sólido, líquido, gas), lo que facilita la producción de cúbits rápidos, compactos y controlables digitalmente. Esta característica es clave para reducir la necesidad de corrección de errores extensa, un obstáculo en los sistemas cuánticos actuales.

La arquitectura de núcleo topológico marca un cambio radical respecto a los diseños tradicionales de computadoras cuánticas. Al utilizar topoconductores, Microsoft ha logrado desarrollar cúbits con mayor estabilidad y control, lo que permitiría integrar hasta un millón de cúbits en un solo chip, suficientemente pequeño como para caber en la palma de la mano. Este avance podría llevar la computación cuántica a niveles nunca antes vistos, resolviendo problemas industriales complejos en tiempo récord que antes tomaban décadas en tan solo años.

Microsoft ha integrado ocho de estos cúbits topológicos en un chip especialmente diseñado, lo suficientemente compacto como para caber en la palma de la mano, pero con capacidad para almacenar hasta un millón de cúbits en el mismo espacio.

Otro avance significativo de Majorana 1 es su mecanismo de control digital , que simplifica las operaciones cuánticas al eliminar la necesidad de ajustes analógicos manuales. Los cúbits se manipulan mediante pulsos de voltaje, similar a encender o apagar un interruptor de luz. Esta mejora no solo optimiza la eficiencia operativa, sino que también facilita la escalabilidad del sistema, un factor crucial para futuros desarrollos.

Microsoft tiene la mira puesta en alcanzar el millón de cúbits, una cifra considerada indispensable para resolver problemas industriales complejos. “Todo lo que hagamos en el espacio cuántico debe tener un camino hacia el millón de cúbits”, declaró Chetan Nayak, miembro técnico de Microsoft. Este objetivo subraya la visión a largo plazo de la empresa: liderar la próxima era de la computación cuántica y redefinir cómo abordamos desafíos globales.

El Majorana 1 no solo es un logro tecnológico, sino también un testimonio del potencial de la colaboración científica. La combinación de materiales avanzados, como el arseniuro de indio y aluminio, y la ingeniería de precisión ha permitido la creación de partículas de Majorana, conocidas por su estabilidad. Este enfoque reduce drásticamente la necesidad de corrección de errores, un avance que podría democratizar el acceso a la computación cuántica.

C.