Por: José Daniel Figuera
En un avance significativo para la computación cuántica, un equipo de físicos de la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB), en colaboración con Microsoft, ha presentado el primer procesador cuántico topológico de 8 qubits. Este chip, diseñado como una prueba de concepto, abre las puertas al desarrollo de la tan esperada computadora cuántica topológica, prometiendo mayor estabilidad y tolerancia a errores en comparación con otros sistemas cuánticos.
Un nuevo estado de la materia: El superconductor topológico
El procesador cuántico topológico se basa en un nuevo estado de la materia llamado superconductor topológico, que alberga modos de Majorana cero (MZM, por sus siglas en inglés). Estos modos son partículas cuánticas exóticas que actúan como qubits topológicos, ofreciendo una mayor robustez frente a errores. “Hemos creado un nuevo estado de la materia que permite la existencia de estos modos de Majorana”, explicó Chetan Nayak, director de Microsoft Station Q y profesor de física en UCSB.
Los resultados de las pruebas y simulaciones realizadas en dispositivos de heteroestructura confirman la observación de estos estados topológicos. “Esto demuestra que podemos hacerlo, hacerlo rápido y con precisión”, añadió Nayak.
La magia de los modos de Majorana
Los modos de Majorana, predichos por el físico italiano Ettore Majorana en 1937, son partículas que actúan como sus propias antipartículas y tienen la capacidad única de “recordar” su posición relativa en el tiempo. Al “entrelazar” estas partículas (moviéndolas físicamente unas alrededor de otras), es posible crear una lógica cuántica más robusta y resistente a errores.
Para lograr estos modos, los investigadores colocaron un nanohilo semiconductor de arseniuro de indio muy cerca de un superconductor de aluminio. Bajo las condiciones adecuadas, el nanohilo se vuelve superconductor y entra en una fase topológica, generando modos de Majorana en sus extremos. “Cuanto mayor es el espacio topológico, más robusta es la fase topológica”, explicó Nayak.
Un hito hacia la computación cuántica práctica
Aunque el procesador de 8 qubits es solo un primer paso, representa un hito importante en la búsqueda de una computadora cuántica topológica funcional. Nayak destacó la colaboración entre Microsoft Station Q y UCSB, especialmente en el desarrollo de materiales que permiten comportamientos cuánticos topológicos. “Hay una larga historia de experiencia y talento en UCSB en este tipo de combinaciones de materiales”, dijo.
Además, el equipo publicó un artículo en la revista Nature que detalla sus hallazgos y presenta una hoja de ruta para escalar esta tecnología hacia una computadora cuántica topológica completamente funcional. “Este es solo el comienzo”, afirmó Nayak. “El futuro de la computación cuántica es prometedor”.
Fuente de la investigación
Chetan Nayak et al. Topological quantum processor with eight qubits. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-025-00000-0.