Microsoft ha presentado Majorana 1, un revolucionario chip cuántico que aprovecha un nuevo estado de la materia llamado topoconductores, lo que podría allanar el camino hacia computadoras cuánticas prácticas en pocos años. Este desarrollo representa un avance significativo en la resolución de los desafíos de escalabilidad de la computación cuántica, aunque la industria aún enfrenta obstáculos para comercializar la tecnología para su uso generalizado.
La arquitectura del Núcleo Topológico del chip Majorana 1 representa un enfoque revolucionario para la computación cuántica. En su núcleo se encuentra una heteroestructura superconductor-semiconductor que combina arseniuro de indio y aluminio, formando un material "topoconductor" que permite un control preciso de los modos cero de Majorana (MZMs).
Estas partículas cuánticas exóticas codifican información de manera no local, resistiendo intrínsecamente al ruido y los errores. El diseño del chip organiza los MZMs en nanocables en forma de H, formando tetrons de dos lados que suprimen errores de manera exponencial a través de factores como la relación entre la brecha topológica y la temperatura, y la relación entre la longitud del cable y la longitud de coherencia.
A diferencia de los qubits convencionales que requieren ajustes analógicos, el Majorana 1 utiliza pulsos de voltaje digitales para operaciones resistentes a errores basadas en mediciones. Este enfoque simplifica la escalabilidad y admite protocolos de detección de errores cuánticos como los códigos Floquet de Hastings-Haah. El sistema de medición de capacitancia cuántica del chip detecta cambios de paridad en microsegundos, logrando una relación señal-ruido crítica para la tolerancia a fallos.
Mientras que los sistemas cuánticos tradicionales a menudo requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, el enfoque topológico del Majorana 1 ofrece el potencial para una operación más robusta, abriendo potencialmente el camino hacia la computación cuántica a temperaturas más altas y con requisitos de blindaje menos complejos.
Cronograma de Lanzamiento y Accesibilidad
El chip Majorana 1 de Microsoft representa un paso significativo hacia la computación cuántica escalable, pero no estará disponible de inmediato a través de los servicios en la nube de Azure. En su lugar, la compañía planea colaborar con laboratorios nacionales y universidades para la investigación utilizando esta tecnología revolucionaria.
El chip, que emplea ocho cúbits topológicos, es lo suficientemente pequeño como para caber en la palma de una mano. A diferencia de su chip de IA Maia 100, Microsoft está adoptando un enfoque diferente con el Majorana 1, fabricando los componentes internamente dentro de los Estados Unidos y aprovechando la naturaleza a pequeña escala del trabajo actual. Esta estrategia permite a Microsoft mantener el control sobre el proceso de fabricación y potencialmente acelerar el desarrollo.
Aunque el chip Majorana 1 aún no está listo para uso comercial, abre la puerta a futuros modelos con mayor capacidad que probablemente estarán disponibles a través de los servicios en la nube de Azure. Jason Zander, vicepresidente ejecutivo de Microsoft, sugiere que un chip cuántico de Microsoft podría estar accesible a través de Azure antes del 2030. El enfoque de la compañía en la investigación y el desarrollo con el Majorana 1 se alinea con su visión a largo plazo de integrar la computación cuántica en varios aspectos de su negocio, incluyendo la inteligencia artificial y el descubrimiento científico.