Preguntas frecuentes sobre el qubit topológico de Microsoft

• Autor del texto: Scott Aaronson, un destacado científico de la computación en teoría de la complejidad computacional y computación cuántica, autor de "Las conferencias de Scott Aaronson sobre computación cuántica"

P1. ¿Viste el anuncio de Microsoft?

R. Sí, lo vi. ¡No hace falta que me lo pregunten tanto! Chetan Nayak de Microsoft me dio un briefing privado hace unas semanas, y también di mi opinión al respecto en BBC World Business Report y MIT Technology Review.

P2. ¿Qué es un qubit topológico?

R. Es un tipo especial de qubit construido usando anyones no abelianos (Nonabelian anyons).

• Los anyones son excitaciones parecidas a partículas que pueden existir en medios bidimensionales, y no son ni fermiones ni bosones.
• A finales de los años 90, Alexei Kitaev, Michael Freedman y otros comenzaron a estudiarlos teóricamente.
• Pero son mucho más difíciles de fabricar y controlar que los qubits convencionales.

P3. ¿Por qué es importante un qubit topológico?

R. Un qubit topológico podría tener mucha mayor resistencia a la decoherencia cuántica (Quantum Decoherence).

• Cuando un qubit convencional comete errores, estos deben corregirse por software (Quantum Error Correction).
• Un qubit topológico tiene una estructura donde físicamente es más difícil que ocurran errores.
• Es decir, mientras no cambie el trenzado (braiding) de los anyones no abelianos, no se producirán errores.
• Como es resistente a errores a nivel de hardware, disminuye la carga de corrección por software.

P4. ¿Microsoft fue la primera en crear un qubit topológico?

R. Microsoft lo afirma.

• Pero en el material de revisión de la revista Nature se encontró una frase importante:

  "The results in this paper do not demonstrate the presence of Majorana zero modes in the reported devices."

• En otras palabras, Microsoft afirma haber creado un qubit topológico, pero la revisión por pares de Nature todavía no lo reconoce.

P5. ¿No retiró Microsoft en 2018 su afirmación de haber creado experimentalmente un Majorana zero mode?

R. Correcto.

• Por eso, algunos expertos siguen manteniendo una postura cautelosa frente a este anuncio.
• Cuando le pregunté a Chetan Nayak sobre la credibilidad, respondió: "Ahora tenemos un qubit topológico totalmente funcional. ¿Qué más quieren?"

P6. ¿Este anuncio es un logro científico importante?

R. Si la afirmación es correcta, sería un hito importante para la computación cuántica topológica y la física.

• Hasta ahora, la cantidad de qubits topológicos manejados experimentalmente pasó de 0 a 1.
• También podría considerarse que se creó un nuevo estado de la materia (a new state of matter).
• Pero es irónico que sea un estado que no se encuentra en la naturaleza y exista solo en la revista Nature.

P7. ¿Esto es realmente útil?

R. ¡Todavía no!

• No confíen en quien diga que se puede hacer un cálculo útil con 1 qubit o con 30 qubits.
• Microsoft tampoco hace esa afirmación.
• Para debatir en qué podría ser realmente útil una computadora cuántica en el futuro, basta con revisar los archivos de los últimos 20 años de este blog.

P8. ¿Este anuncio demuestra que los qubits topológicos son el futuro de la computación cuántica?

R. Todavía no está demostrado.

• Si la afirmación de Microsoft es correcta, los qubits topológicos habrían llegado al nivel en que estaban los qubits convencionales hace 20 o 30 años.
• Google, IBM, Quantinuum y QuEra ya manejan experimentalmente decenas o cientos de qubits entrelazados.
• Para que los qubits topológicos triunfen, tendrán que ser mucho más confiables que los enfoques actuales.
• Tendrían que ofrecer una ventaja aplastante frente a los métodos existentes, como los transistores reemplazaron a los tubos de vacío, pero todavía no está claro si será así.

P9. Además de Microsoft, ¿hay empresas que investiguen qubits topológicos?

R. Casi no hay.

• Microsoft es prácticamente la única gran empresa.
• Nokia Bell Labs y la Universidad de Delft en los Países Bajos también investigan el tema, pero a menor escala.
• Aun así, resulta interesante que exista una empresa que siga empujando el enfoque topológico hasta el final.

P10. ¿Microsoft podrá crear un millón de qubits topológicos en unos pocos años?

R. ¿En relaciones públicas y en artículos de divulgación, quizá?

• Pero en la práctica, "en unos pocos años" es demasiado optimista.
• Les deseo suerte a Microsoft y a sus competidores, y lo que viene será una etapa interesante.
• Claro, siempre y cuando antes podamos seguir manteniendo una sociedad civilizada...

[xguru]

Microsoft presenta el procesador cuántico 'Majorana 1'