Microsoft presentado Su chip Majorana 1 el miércoles, afirmando que demuestra que la computación cuántica está «años, no décadas» de la aplicación práctica, alineándose con pronósticos similares de Google e IBM con respecto a los avances en la tecnología de computación.
Microsoft presenta chip Majorana 1 para computación cuántica práctica
La computación cuántica promete realizar cálculos que tomarían sistemas clásicos de millones de años, potencialmente revolucionando campos como la medicina y la química. Sin embargo, también representa una amenaza para los sistemas actuales de seguridad cibernética, confiando en el tiempo prolongado requerido para que las computadoras clásicas rompan los métodos de cifrado.
Un obstáculo significativo en la computación cuántica es la gestión de los qubits, las unidades fundamentales de la información cuántica, que son rápidas pero difíciles de controlar y propensas a errores. Microsoft afirma que el chip Majorana 1 es menos susceptible a los errores en comparación con los competidores y cita un próximo artículo en la revista Naturaleza como evidencia.
La línea de tiempo para la disponibilidad de computadoras cuánticas útiles está sujeta al debate en la industria tecnológica. CEO de NVIDIA Jensen Huang recientemente fijado que la tecnología está a dos décadas de superar los chips de su empresa, que son parte integral de la inteligencia artificial. Por el contrario, Google ha reclamado aplicaciones comerciales para la computación cuántica, solo cinco años de anticipación, mientras que IBM predice que las computadoras cuánticas a gran escala estarán operativas para 2033.
Desarrollado durante casi dos décadas, el chip Majorana 1 utiliza una partícula subatómica conocida como Majorana Fermion, teorizada en la década de 1930, que posee características que podrían hacer que sea menos propensa a errores. Microsoft diseñó el chip usando arsenuro de indio y aluminio, empleando un nanoconado superconductor para monitorear las partículas, con equipos informáticos estándar para el control.
Aunque el chip Majorana 1 tiene menos qubits que las ofertas rivales de Google e IBM, Microsoft cree que sus chips requerirán menos qubits debido a tasas de error más bajas. No se proporcionó una línea de tiempo específica para escalar para crear computadoras cuánticas más potentes, pero la compañía sostiene que los avances están en el horizonte.
Jason Zander, vicepresidente ejecutivo de Microsoft, supervisa las iniciativas estratégicas a largo plazo, describió a Majorana 1 como un esfuerzo de «alto riesgo y alta recompensa» fabricado en Microsoft Labs ubicado en el estado de Washington y Dinamarca. “La parte más difícil ha sido resolver la física. No hay un libro de texto para esto, y tuvimos que inventarlo ”, dijo Zander en una entrevista con Reuters.
El físico de Harvard, Philip Kim, quien no participó en la investigación, se refirió a los fermiones de Majorana como un tema importante entre los físicos y consideró el trabajo de Microsoft como un «desarrollo emocionante» que posiciona a la compañía a la vanguardia de la investigación cuántica. Señaló la naturaleza prometedora del enfoque híbrido de Microsoft que combina semiconductores tradicionales y superconductores exóticos para chips potencialmente escalables.
Los investigadores de Microsoft informaron que han creado un nuevo estado de materia llamado «qubit topológico», que podría aprovecharse para abordar los complejos desafíos matemáticos, científicos y tecnológicos. Este desarrollo coloca a Microsoft en un paisaje competitivo, lo que sugiere una evolución en actividades tecnológicas más allá de la inteligencia artificial.
La competencia se intensificó en diciembre cuando Google demostró su computadora cuántica experimental completando un cálculo en cinco minutos, lo que tomaría las supercomputadoras tradicionales 10 septhillones de años para resolverse. Microsoft tiene la intención de mejorar su tecnología cuántica potencialmente superando los métodos de Google al incorporar los qubits topológicos dentro de un chip que combina las ventajas de los semiconductores clásicos y los superconductores.
A temperaturas extremadamente bajas, el chip exhibe un comportamiento único que Microsoft cree que permitirá soluciones a desafíos inalcanzables por los sistemas clásicos. La compañía afirma que su tecnología es menos volátil que otras tecnologías cuánticas, lo que mejora la viabilidad de utilizar este poder.
A pesar del escepticismo de algunos académicos con respecto a la viabilidad del progreso de Microsoft, la tecnología discutida en un trabajo de investigación publicado en Nature el miércoles impulsa los esfuerzos que podrían afectar significativamente los paisajes tecnológicos. Los avances pueden tener implicaciones más amplias, incluida la capacidad de comprometer el cifrado que garantiza la seguridad nacional.
Si bien Estados Unidos avanza principalmente la computación cuántica a través de las principales corporaciones como Microsoft, según los informes, China invierte $ 15.2 mil millones en la tecnología, junto con el compromiso de la Unión Europea de $ 7.2 mil millones.
La computación cuántica, enraizada en décadas de investigación de mecánica cuántica, todavía está en la etapa experimental. Sin embargo, los avances recientes de Microsoft, Google y otros jugadores pronto pueden permitir que el campo cumpla con su potencial anticipado.
Comprender cómo la computación cuántica difiere de la informática tradicional implica reconocer que las computadoras clásicas usan bits para almacenar y procesar información en forma binaria (1 o 0). En contraste, las computadoras cuánticas manipulan los qubits, que pueden representar una combinación de 1 y 0 simultáneamente. Esta propiedad permite que una computadora cuántica mantenga una gran cantidad de información a medida que aumenta el número de qubits.
Si bien numerosas compañías, incluida Google, utilizan principalmente superconductores para crear qubits enfriando metales a bajas temperaturas, Microsoft se centra en un enfoque híbrido que combina semiconductores y superconductores, originados de principios conceptualizados por el físico Alexei Kitaev en 1997.
El proyecto de Microsoft, que comenzó a principios de la década de 2000, es su iniciativa de investigación de mayor duración, con un compromiso de sus tres CEO, incluida la actual CEO Satya Nadella. La compañía desarrolló un dispositivo compuesto por arsenuro de indio y aluminio; Cuando se enfría a alrededor de 400 grados por debajo de cero, muestra comportamientos que pueden confirmar la viabilidad de la computación cuántica.
Philip Kim descrito La creación es significativa, afirmando que los qubits topológicos podrían impulsar el campo hacia adelante. No obstante, Jason Alicea, profesor de física teórica, sugirió que queda incertidumbre sobre la realización de un verdadero qubit topológico y solicitó la verificación de las afirmaciones, enfatizando que el proyecto es prometedor para futuros avances en tecnología cuántica.
Actualmente, Microsoft informó que construyó solo ocho qubits topológicos que aún no están calibrados para cálculos significativos pero que se consideran un paso crucial para lograr una computación cuántica más potente. A pesar de la tecnología que enfrenta problemas con los errores, los científicos están explorando métodos para mejorar la precisión y el rendimiento.
Como Google mostró en sus experimentos, aumentar el recuento de qubit reduce significativamente los errores a través de técnicas matemáticas avanzadas, que pueden ser más efectivas para Microsoft si se perfeccionan los qubits topológicos, lo que puede ofrecer un enfoque de corrección de errores menos complicado.
Aunque los qubits pueden contener múltiples valores simultáneamente, enfrentan el desafío de la decoherencia cuando se recupera la información, colapsando en un bit convencional. Los investigadores deben abordar cómo mantener la integridad de los sistemas basados en qubit durante la operación. Microsoft cree que las propiedades únicas de los qubits topológicos pueden resolver este desafío, donde se mantendrían estables cuando se acceda a la información.
Crédito de la imagen destacada: Microsoft
