Microsoft dice que ha creado un nuevo estado de materia para alimentar las computadoras cuánticas – MundoDaily

Cualquiera que haya estado sentado en una clase de ciencias de tercer grado sabe que hay tres estados principales de la materia: sólido, líquido y gas.

Microsoft ahora dice que ha creado un nuevo estado de materia en su búsqueda para crear una máquina poderosa, llamada computadora cuántica que podría acelerar el desarrollo de todo, desde baterías hasta medicamentos e inteligencia artificial.

El miércoles, los científicos de Microsoft dijeron que habían construido lo que se conoce como una «topológica» basada en esta nueva fase de existencia física, que podría usarse para resolver problemas matemáticos, científicos y tecnológicos.

Con el desarrollo, Microsoft está aumentando las apuestas sobre lo que debería ser el próximo gran concurso tecnológico, además de la carrera de hoy en día de inteligencia artificial. Los científicos siguieron el sueño de una computadora cuántica, una máquina que podría explorar el comportamiento extraño y extremadamente poderoso de partículas subatómicas o objetos muy fríos, desde la década de 1980.

El empuje se calmó en diciembre, cuando Google reveló una computadora cuántica experimental que necesitaba solo cinco minutos para completar un cálculo de que la mayoría de la supercomputadora no podía terminar en 10 años de septiembre, más que la edad del universo conocido.

La tecnología cuántica de Microsoft puede saltar métodos de desarrollo en Google. Como parte de su investigación, la compañía ha construido varias quibidades topológicas dentro de un nuevo tipo de chip de computadora que combina las fortalezas de los semiconductores que alimentan las computadoras clásicas con superconductores que normalmente se usan para construir una computadora cuántica.

Cuando este chip se enfría a temperaturas extremadamente bajas, se comporta inusual y poderosamente, Microsoft cree que le permitirá resolver problemas tecnológicos, matemáticos y científicos que las máquinas clásicas nunca podrían. La tecnología no es tan volátil como otras tecnologías cuánticas, dijo la compañía, que facilita la explotación de su poder.

Algunas cuestionan si Microsoft ha alcanzado este hito, y muchos académicos líderes dijeron que las computadoras cuánticas no se realizarían completamente durante décadas. Pero los científicos de Microsoft dijeron que sus métodos les ayudarían a alcanzar la línea de meta antes.

«Vemos esto como algo que ha sido durante años, no décadas», dijo Chetan Nayak, un miembro técnico de Microsoft que dirigió el equipo que construyó la tecnología.

Microsoft Technology, que se detalló en un artículo de investigación publicado en la revista científica Nature el miércoles, agrega un nuevo impulso a una carrera que podría remodelar el escenario tecnológico. Además de acelerar el progreso en muchos campos tecnológicos y científicos, una computadora cuántica puede ser lo suficientemente poderosa como para romper el cifrado que protege los secretos nacionales.

Cualquier avance se define para tener implicaciones geopolíticas. Incluso cuando Estados Unidos explota la computación cuántica principalmente a través de compañías como Microsoft y una ola de start-upsEl gobierno chino dijo que está invirtiendo $ 15.2 mil millones en tecnología. La Unión Europea comprometió $ 7.2 mil millones.

La computación cuántica, que se basa en décadas de investigación en un tipo de física llamada mecánica cuántica, sigue siendo una tecnología experimental. Pero después de los recientes avances de Microsoft, Google y otros, los científicos confían en que la tecnología eventualmente cumplirá su promesa.

«Quantum Computing es una perspectiva emocionante para la física y el mundo», dijo Frank Wilczek, teórico del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Para comprender la computación cuántica, ayuda saber cómo funciona una computadora tradicional. Una PC para teléfonos inteligentes, computadora portátil o escritorio depende de pequeños chips hechos de semiconductores, que son materiales que conducen electricidad en algunas situaciones, pero no en todas las situaciones. Estos chips almacenan y procesan números, agregándolos, multiplicándolos, etc. Realizan estos cálculos manipulando «bits» de información. Cada bit mantiene un 1 o un 0.

Una computadora cuántica funciona de manera diferente. Una broca cuántica, o qubit, depende del comportamiento curioso de las partículas subatómicas o los materiales exóticos fríos a temperaturas extremadamente bajas.

Cuando es extremadamente pequeño o extremadamente frío, un solo objeto puede comportarse como dos objetos separados al mismo tiempo. Al aprovechar este comportamiento, los científicos pueden construir un qubit que mantenga una combinación de 1 y 0. Esto significa que dos renuncias pueden contener cuatro valores a la vez. Y a medida que aumenta el número de quibits, una computadora cuántica se vuelve exponencialmente más potente.

Las empresas utilizan una variedad de técnicas para construir estas máquinas. En los Estados Unidos, la mayoría, incluida Google, construye renuncias con superconductores, que son materiales que llevan a cabo electricidad sin perder la energía que transmiten. Crean estos superconductores para el enfriamiento de metal a temperaturas extremadamente bajas.

Microsoft ha apostado por un enfoque que pocos están adoptando: combinar semiconductores con superconductores. El principio básico, junto con el nombre topológico de Qitb, fue propuesto por primera vez en 1997 por Alexei Kitaev, un físico ruso estadounidense.

La compañía comenzó a trabajar en este proyecto inusual a principios de la década de 2000, cuando muchos investigadores no creían que esta tecnología fuera posible. Es el proyecto de investigación más antiguo de Microsoft.

«Esto es algo en lo que apostan los tres CEO en esta compañía», dijo Satya Nadella, directora ejecutiva de Microsoft, en una entrevista. (Los CEO anteriores de la compañía fueron Bill Gates, fundador, y Steve Ballmer, quienes condujeron a Microsoft a principios de la década de 2000).

La compañía ahora ha creado un solo dispositivo que forma parte del arseneto indio (un tipo de semiconductor) y la parte de aluminio (un superconductor a bajas temperaturas). Cuando hace frío unos 400 grados por debajo de cero, muestra un tipo de comportamiento sobrenatural que puede hacer posible las computadoras cuánticas.

Philip Kim, profesor de física en Harvard, dijo que la nueva creación de Microsoft es significativa porque las quibidades topológicas pueden acelerar el desarrollo de computadoras cuánticas. «Si todo va bien, la investigación de Microsoft puede ser revolucionaria», dijo.

Pero Jason Alicea, profesor de física teórica en el Instituto de Tecnología de California, se preguntó si la compañía realmente había construido un qubit topológico, diciendo que el comportamiento de los sistemas cuánticos a menudo es difícil de probar.

«Un qubit topológico es posible en principio, y la gente está de acuerdo en que es un objetivo que vale la pena», dijo Alicea. “Sin embargo, debe verificar si un dispositivo se comporta en todas las formas mágicas de la teoría; De lo contrario, la realidad puede ser menos rosa para la computación cuántica. Afortunadamente, Microsoft ahora está configurado para probar. «

Microsoft dijo que solo ha construido ocho renuncias topológicas y que aún no pudo realizar cálculos que cambiaran la naturaleza de la informática. Pero los investigadores de la compañía ven esto como un paso para construir algo mucho más poderoso.

Por ahora, la tecnología todavía comete muchos errores para ser realmente útiles, aunque los científicos están desarrollando formas de reducir los errores.

El año pasado, Google demostró que al aumentar el número de renuncias, podría reducir exponencialmente el número de errores a través de técnicas matemáticas complejas.

La corrección de errores será menos compleja y más eficiente si Microsoft pudiera mejorar sus rizos topológicos, dijeron muchos científicos.

Aunque un qubit puede contener varios valores al mismo tiempo, está sobrecargado por un problema inherente. Cuando los investigadores intentan leer la información almacenada en un qubit, se «pelan» y caen en un bit clásico que mantiene solo un valor: 1 o 0.

Esto significa que si alguien trata de leer un qubit, pierde su poder básico. Por lo tanto, los científicos deben superar un problema esencial: ¿cómo se construye una computadora si se rompe cuando la usa?

Los métodos de corrección de errores de Google son una forma de lidiar con este problema. Microsoft cree que puede resolver el problema más rápido porque las cenizas topológicas se comportan de manera diferente y en teoría es menos probable que colapsen cuando alguien lee la información que almacena.

«Esto contribuye a un muy buen qubit», dijo Nayak.