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Los investigadores de Microsoft tienen anunciado La creación de los primeros “qubits topológicos” en un dispositivo que almacena información en un estado exótico de materia, en lo que puede ser un avance significativo para la computación cuántica.
Al mismo tiempo, los investigadores también publicaron Un papel en la naturaleza y un “mapa vial“Para más trabajo. Se supone que el diseño del procesador Majorana 1 se ajusta a hasta un millón de qubits, lo que puede ser suficiente para realizar muchos objetivos significativos de la computación cuántica, como agrietarse los códigos criptográficos y el diseño de nuevos medicamentos y materiales más rápido.
Si los reclamos de Microsoft salen, la compañía puede haber saltado a competidores como IBM y Google, quienes actualmente parecen ser liderando la carrera para construir una computadora cuántica.
Sin embargo, el documento pure revisado por pares solo muestra parte de lo que los investigadores han reclamado, y la hoja de ruta aún incluye muchos obstáculos a superar. Si bien el comunicado de prensa de Microsoft muestra algo que se supone que es un {hardware} de computación cuántica, no tenemos ninguna confirmación independiente de lo que puede hacer. Sin embargo, las noticias de Microsoft son muy prometedoras.
A estas alturas probablemente tengas algunas preguntas. ¿Qué es un qubit topológico? ¿Qué es un qubit en absoluto, para el caso? ¿Y por qué la gente quiere computadoras cuánticas en primer lugar?
Los bits cuánticos son difíciles de construir
Las computadoras cuánticas se presentaron por primera vez en la década de 1980. Cuando una computadora ordinaria almacena información en bits, una computadora cuántica almacena información en bits cuánticos o qubits.
Un bit ordinario puede tener un valor de 0 o 1, pero un bit cuántico (gracias a las leyes de la mecánica cuántica, que rigen partículas muy pequeñas) puede tener una combinación de ambos. Si imagina una broca ordinaria como una flecha que puede apuntar hacia arriba o hacia abajo, un qubit es una flecha que puede apuntar en cualquier dirección (o lo que se llama una “superposición” de arriba y abajo).
Esto significa que una computadora cuántica sería mucho más rápida que una computadora ordinaria para ciertos tipos de cálculos, particularmente algunos que ver con los códigos de desigualización y la simulación de sistemas naturales.
Hasta ahora, todo bien. Pero resulta que construir qubits reales y obtener información dentro y fuera de ellos es extremadamente difícil, porque las interacciones con el mundo exterior pueden destruir los delicados estados cuánticos en el inside.
Los investigadores han intentado muchas tecnologías diferentes para hacer qubits, utilizando cosas como átomos atrapados en campos eléctricos o remolinos de los remolinos actuales en superconductores.
Cables pequeños y partículas exóticas
Microsoft ha adoptado un enfoque muy diferente para construir sus “qubits topológicos”. Han utilizado lo que se llaman partículas de Majorana, teorizadas por primera vez en 1937 por el físico italiano Ettore Majorana.
Las principales no son partículas naturales como electrones o protones. En cambio, solo existen dentro de un tipo raro de materials llamado superconductor topológico (que requiere un diseño de materials avanzado y debe enfriarse a temperaturas extremadamente bajas).
