- Presentó Majorana 1, el primer procesador cuántico del mundo impulsado por qubits topológicos
- Microsoft desarrolló Majorana 1 usando un material innovador llamado topoconductor
- Esto representa un punto de inflexión importante para avanzar hacia la computación cuántica práctica
- Para que las computadoras cuánticas transformen la ciencia y la sociedad en general, son indispensables la expansión a gran escala y la confiabilidad de la corrección de errores cuánticos
- Lo anunciado hoy es un avance clave para hacerlo realidad más rápido
- Majorana 1: el primer QPU del mundo con un núcleo topológico. Puede escalar hasta un millón de qubits en un solo chip
- A hardware-protected topological qubit:
- Los resultados de la investigación se publicaron en un artículo de Nature y en la reunión de Station Q
- Se caracteriza por su tamaño reducido, alta velocidad y control basado en lo digital
- Hoja de ruta de dispositivos para operaciones cuánticas estables:
- Es una ruta que parte de un dispositivo de un solo qubit y se expande hacia arreglos capaces de corrección de errores cuánticos
- Construcción del primer prototipo tolerante a fallas del mundo (fault-tolerant prototype, FTP):
- A través de la etapa final del programa US2QC de DARPA, busca completar en pocos años un prototipo de computadora cuántica escalable
Aprovechando un nuevo tipo de material
- Microsoft desarrolló un material innovador llamado topoconductor
- Este material combina arseniuro de indio (Indium Arsenide, semiconductor) y aluminio (Aluminum, superconductor) para lograr un estado de superconductividad topológica
- Al bajar la temperatura a niveles ultrafríos y ajustar el campo magnético, se pueden formar Majorana Zero Modes (MZMs) en los extremos de los nanocables
- Aprovecha la propiedad de almacenar información cuántica mediante electrones dispersos en un estado no emparejado
- En esta estructura, leer la información cuántica era complicado, pero se resolvió usando un quantum dot
- Mediante el quantum dot se mide el cambio en la carga y, al observar el cambio en la reflectancia, se determina el estado par/impar (=paridad) del nanocable
- En las mediciones iniciales hubo una tasa de error de alrededor del 1%, y se identificó una ruta clara para reducirla
- Se confirmó que la energía externa (como las ondas electromagnéticas) puede romper los pares, pero que esto ocurre rara vez, en escalas de milisegundos
- En definitiva, este material único favorece la protección de la información cuántica, y también se estableció una forma estable de medirla
Innovación en el control cuántico mediante precisión digital
- Se adopta un enfoque de operación basado en mediciones para reducir la dependencia del control analógico tradicional
- En el método convencional se requieren señales complejas y precisas para rotar cada qubit
- En cambio, el enfoque basado en mediciones de Microsoft lee el estado cuántico y ejecuta operaciones mediante pulsos digitales simples
- Esto simplifica el proceso de corrección de errores cuánticos (QEC), por lo que resulta mucho más fácil gestionar muchos qubits al mismo tiempo
De la física a la ingeniería
- Microsoft presentó una arquitectura escalable basada en el tetron, un dispositivo de un solo qubit
- El tetron está compuesto por dos cables topológicos paralelos entre sí y una estructura superconductora que los conecta
- En cada extremo de cada cable hay un MZM, por lo que un tetron está formado por cuatro MZM
- El equipo de investigación ya midió la paridad de un solo nanocable dentro del tetron y también realizó experimentos de superposición usando otro quantum dot
- Como siguiente paso, planea construir un arreglo de tetrons de 4×2 para probar un entorno multiqubit y, en última instancia, establecer una hoja de ruta hacia la corrección de errores cuánticos
- La protección inherente de los qubits topológicos, combinada con el código de corrección de errores diseñado a medida por Microsoft, puede optimizar en gran medida la cantidad de qubits físicos necesarios y el reloj de operación
Un enfoque reconocido por DARPA
- Microsoft avanzó a la etapa final del programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) de DARPA
- Esto refleja que se consideró confiable el plan de Microsoft para construir una computadora cuántica basada en qubits topológicos
- En la etapa final, Microsoft planea completar en solo unos años un fault-tolerant prototype (FTP) para acelerar el camino hacia la computación cuántica a escala práctica
- Cuando este prototipo esté terminado, marcará un punto de inflexión importante para resolver con técnicas cuánticas problemas que son difíciles de abordar con las supercomputadoras actuales
Haciendo realidad el potencial de la computación cuántica
- Microsoft alcanzó ahora el segundo hito de la hoja de ruta de supercomputación cuántica que presentó hace 18 meses
- El primero fue la prueba de concepto del qubit topológico
- El segundo fue implementar un topological qubit en un dispositivo real
- Ya colocó ocho qubits topológicos en un solo chip, y este sistema tiene el potencial de escalar hasta un millón de qubits
- Se espera que las computadoras cuánticas de gran escala puedan resolver problemas que las supercomputadoras actuales tienen dificultades para abordar, como el diseño de nuevos materiales o la simulación molecular
- A través de su colaboración con DARPA, Microsoft acelerará la computación cuántica práctica y planea seguir compartiendo sus próximos avances
2 comentarios
Parece que, en lugar del método anterior de observar fenómenos cuánticos en un punto específico dentro de una explicación figurada, ahora se observan a lo largo de una línea específica, lo que aumenta la resistencia a los errores y trae varias otras ventajas.
Sea como sea, como esto habría llevado un problema del ámbito de la ciencia al ámbito de la ingeniería, quizá se pueda esperar una mejora exponencial del rendimiento, como cuando Intel solía duplicarlo cada año.
Por supuesto, todavía no está claro si ahora mismo la computación cuántica está en su era de ENIAC o en la era del Intel 386.
En otros artículos dicen que es una cuarta forma, no sólida, líquida ni gaseosa... Como yo no sé mucho de física, solo lo tomo de manera superficial jaja