Los responsables de Microsoft afirman que creen haber dado un paso importante en la carrera de la computación cuántica. Y lo han dado con un enfoque radicalmente distinto al que habíamos visto hasta ahora.
El fermión de Majorana. El físico italiano Ettore Majorana (¿qué pasó con él?) teorizó sobre la existencia de esta partícula en 1937, y desde entonces los investigadores han intentado descubrirla. En una entrevista con Bloomberg, Jason Zander, vicepresidente ejecutivo de Microsoft, señaló que la teoría introducida por primera vez en 1937 ahora está lista para su aplicación práctica. "Nos ha llevado casi cien años probarla. Ahora podemos aprovecharla".
El desarrollo de Majorana 1 es un proceso arriesgado, ya que las partículas Majorana no existen en la naturaleza y debieron ser creadas artificialmente. Utilizando superconductores y campos magnéticos, los investigadores lograron generar y medir estas partículas de manera fiable, un avance significativo para la computación cuántica.
Microsoft comenzó a trabajar en este proyecto a principios de los 2000, y se considera el proyecto de investigación y desarrollo más longevo dentro de la compañía. Los responsables de este desarrollo en Microsoft afirmaron en el anuncio oficial llevar 17 años involucrados en un proyecto de investigación para crear un nuevo material y una nueva arquitectura para la computación cuántica. Zulfi Alam, máximo responsable de la división, destacaba cómo "después de 17 años, estamos mostrando resultados que no sólo son increíbles, sino reales. Redefinirán fundamentalmente cómo se desarrolla la siguiente etapa del viaje cuántico".
Los hallazgos de Microsoft fueron publicados en la revista académica Nature el 19 de febrero. Nature publica investigaciones revisadas por pares sobre ciencia y tecnología. Algunos especulan que el nuevo chip podría avanzar en campos como la química y la salud o ser utilizado para potenciar centros de datos.
Los chips cuánticos procesan la información de manera diferente a los chips de las computadoras tradicionales, que usan bits codificados como cero o uno. Los bits cuánticos, o qubits, pueden representar un cero, un uno o ambos simultáneamente (sí, como el gato de Schrödinger). Esta flexibilidad permite que los qubits consideren diferentes probabilidades al mismo tiempo, encontrando soluciones a problemas a una velocidad mucho mayor que las computadoras tradicionales.
Majorana 1, es el primer procesador cuántico basado en esta arquitectura. Microsoft no usa electrones en su chip, como ocurre en los procesadores tradicionales, sino la citada partícula de Majorana. Para lograrlo los investigadores de la empresa han creado "el primer topoconductor del mundo, un nuevo tipo de semiconductor que opera también como superconductor y puede observar y controlar las partículas de Majorana con un objetivo clave: crear cúbits más fiables y más resistentes al ruido, los grandes retos de la computación cuántica".
Los cúbits topológicos son un tipo especial de cúbits cuánticos diseñados con partículas de Majorana, unas partículas extrañas que, según la empresa, protegen la información cuántica de los errores. Para crearlas Microsoft desarrolló un material llamado topoconductor, que mezcla un semiconductor (que controla electrones) y un superconductor (que permite q la electricidad fluya sin resistencia). Cuando se combinan y se aplican ciertas condiciones, aparecen las partículas de Majorana en los extremos del material del topoconductor.
Este topoconductor permite crear según los investigadores la llamada superconductividad topológica, un nuevo estado de la materia que previamente sólo se había previsto en teoría. Para crear el material se han usado Arseniuro de indio (InAs) y Aluminio (Al), y ha colocado ocho cúbits topológicos en el chip. Cuando estos tipos fusionaron los dos materiales, crearon el topoconductor. Este material nuevo genera el ambiente ideal para manipular partículas de Majorana.
Más allá del sólido, líquido y gaseoso, existen otros estados de la materia que los científicos han estado descifrando desde hace años. Se les considera "estados exóticos", donde la materia adquiere otras propiedades que no se ajustan a las características que explican los otros tres y cuyas teorías recién están comenzando a materializarse. La materia topológica está en uno de esos estados exóticos y una de sus propiedades más útiles es que permite duplicar la capacidad para almacenar información y procesarla. Esto se aprovecha para producir un qubit más estable que es rápido, pequeño y puede controlarse de manera digital, sin las compensaciones requeridas por las alternativas actuales.
El chip sería capaz de albergar hasta un millón de cúbits en un dispositivo pequeño, del tamaño de la palma de una mano. Este diseño tiene el potencial de superar los límites de los sistemas actuales de computación cuántica, acercándose a la viabilidad de máquinas capaces de resolver problemas de gran complejidad. Con este millón de cúbits se podrían realizar simulaciones mucho más precisas que ayudarán a comprender nuestro mundo y que tienen el potencial de realizar descubrimientos revolucionarios en ámbitos como la medicina o la ciencia de materiales.
"Resolverá problemas irresolubles hoy con la potencia de cómputo global combinada", afirmaban los responsables de Microsoft en el vídeo explicativo sobre esta tecnología.
Como explican los investigadores de Microsoft, este es solo el principio. "La tecnología de base está probada y creemos que nuestra arquitectura es escalable". Microsoft de hecho ya ha llegado a un acuerdo con DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) y próximamente creará un prototipo de computador cuántico tolreante a fallos y basado en esos cúbits topológicos. Y como ellos dicen lo lograrán "en años, no en décadas".
¿Podría la computación cuántica, como el chip Majorana 1, amenazar al sector de criptomonedas?
No obstante, este tipo de avances también plantea nuevos desafíos. Uno de los más relevantes es el impacto potencial que podría tener en la ciberseguridad, ya que la computación cuántica podría comprometer los sistemas de cifrado actuales. Esto es algo que debe considerarse cuidadosamente mientras se avanza en el desarrollo de esta tecnología.
La computación cuántica, en general, podría representar una amenaza para el sector de criptomonedas en el futuro. El chip cuántico Willow de Google generó algunas discusiones en la comunidad de criptomonedas después de su anuncio en diciembre de 2024.
Como informó Cointelegraph Magazine, una de las principales preocupaciones es que una computadora cuántica lo suficientemente avanzada podría romper ciertos tipos de criptografía, afectando a Bitcoin (BTC) y otras criptomonedas. Por ejemplo, alguien podría ejecutar un ataque del 51% minando Bitcoin con una computadora cuántica o adivinando la clave privada de una billetera vulnerable.
"La historia de la criptografía es una de cambios y adaptación a nuevos ataques, computadoras más rápidas y mejores algoritmos", dijo el investigador de Bitcoin Ethan Heilman. "Así que el gran desafío para quienes trabajan en la criptografía de Bitcoin es: ¿cómo proteges las monedas durante décadas o incluso siglos, dado el carácter cambiante de la seguridad criptográfica?"
Para los entusiastas del sector de criptomonedas, podría haber formas de proteger los tokens en caso de que se desarrolle una computadora cuántica, incluso si monedas heredadas como Bitcoin y Ether (ETH) se ven amenazadas. Tener una billetera multifirma, mover los criptoactivos a almacenamiento fuera de línea e incluso cambiar a una billetera resistente a la computación cuántica podrían ser soluciones viables.
Hace dieciocho meses, Microsoft trazó su hoja de ruta hacia una supercomputadora cuántica y ya alcanzaron su segundo hito: el primer cúbit topológico del mundo y ya han colocado ocho cúbits topológicos en un chip diseñado para albergar un millón. ¿Qué sigue?
Fuentes: Xataka | Microsoft I - II