La computación cuántica sigue intrigando al mundo. Esta vez ha sido Microsoft quien protagonizó una noticia que ha resonado con fuerza, pero también con cierto escepticismo: el anuncio del desarrollo del chip Majorana 1. Este hallazgo, presentado hace pocos días en la Conferencia de APS 2025 (American Physical Society), aún sigue provocando dudas respecto a las medidas experimentales y su validez.
Pero ¿qué significa realmente esta noticia? ¿Por qué es relevante, y por qué la comunidad científica aún mira con cautela este avance?
Para entender la importancia del anuncio, es fundamental primero acercarnos al mundo de la computación cuántica. A diferencia de las computadoras tradicionales, que usan bits clásicos (0 o 1), las computadoras cuánticas operan con bits cuánticos (qubits, por su sigla en inglés), capaces de estar en estados de 0 y 1 simultáneamente, gracias al famoso principio de superposición cuántica. Además, el entrelazamiento cuántico, otra de las extrañas propiedades de la naturaleza, permite correlaciones instantáneas entre partículas, algo inimaginable en la informática clásica. Estas dos propiedades, superposición y entrelazamiento, permiten diseñar chips que operan con una lógica completamente distinta, pero que tienen grandes ventajas tecnológicas.
Dentro de estas aplicaciones tecnológicas podemos mencionar el problema de factorización, es decir, encontrar los factores primos de un número natural. Por ejemplo, el número 2025 se puede escribir como 2025 = 3^4 * 5^2, siendo 3 y 5 números primos. Todo número natural o secuencia de dígitos se puede descomponer en término de sus factores primos, pero ¿para qué nos sirve esta descomposición? Pues bien, el protocolo de generación de claves públicas RSA (Rivest-Shamir-Adleman) está basado en este proceso matemático y nos ayuda a cifrar documentos, es decir, proteger información con contraseñas seguras.
Dado que la información debe ser protegida, hoy en día se ocupan números muy grandes para crear contraseñas, números tan grandes como 10^300, de manera que tomaría demasiado tiempo romper una contraseña. Sin embargo, el algoritmo cuántico de Shor plantea la posibilidad de poder reducir considerablemente ese tiempo de factorización, creando una ventaja respecto a los métodos tradicionales que ofrece la computación actual.
Podemos observar que el potencial de la computación cuántica es inmenso, pero en realidad, todavía existen grandes desafíos técnicos por resolver. Entre estos, destaca especialmente la dificultad de mantener estables a los qubits, pues cualquier ruido externo puede destruir fácilmente la información contenida en un estado cuántico, generando errores difíciles de corregir. A este problema se le conoce como “corrección de errores cuánticos”, y es algo necesario para lograr la deseada tolerancia a fallos cuánticos (quantum fault-tolerance).
Pero entonces, ¿qué tan operativa es esta tecnología? Actualmente, varios laboratorios y empresas han desarrollado sistemas de cómputo que utilizan chips cuánticos. En estos chips, la unidad básica de información –el qubit– puede ser manipulado para implementar compuertas lógicas de uno o dos qubits, lo que permite diseñar algoritmos cuánticos para resolver problemas de optimización, aprendizaje automático y simulación, entre otros. Sin embargo, aún no existe un “computador cuántico” tal como lo imaginamos. Es decir, un dispositivo autónomo, con hardware y software integrados, similar a un notebook o computador de escritorio. Lo que actualmente se denomina computador cuántico es, en realidad, un sistema altamente complejo que incluye no sólo el chip cuántico, sino también toda la infraestructura necesaria para generar, controlar y leer la información cuántica que en él se almacena y manipula.
En este escenario, Microsoft ha estado apostando desde hace años por una vía diferente a la mayoría de sus competidores (como IBM, Google o Amazon), quienes han desarrollado todo el hardware mediante una plataforma física llamada circuitos superconductores. Otras compañías también tienen sus apuestas en distintos sistemas, tales como átomos neutros (QuEra, Atom Computing, Infleqtion, Pasqal), vidrios de spin (D-Wave) o fotones (Xanadu, Quandela, Quix Quantum). En cambio, Microsoft ha preferido una ruta alternativa, explorando la física de unas partículas llamadas “fermiones de Majorana”.
Estos fermiones son partículas exóticas, predichas en 1937 por el físico italiano Ettore Majorana, que tienen la curiosa propiedad de ser sus propias antipartículas. Un dato de color: a la fecha, este físico italiano sigue desaparecido desde el año 1938.
Pero volvamos a las partículas: ¿por qué elegir fermiones de Majorana para construir una computadora cuántica? Básicamente, porque está demostrado teóricamente que un fermión de Majorana posee mayor estabilidad frente a ruidos externos, lo que permitiría desarrollar qubits mucho más robustos y menos propensos a errores. Debido a las razones teóricas detrás de este fenómeno de protección, a este paradigma de computación se le conoce como “computación cuántica topológica”, ya que, por diseño, digamos, el fermión de Majorana está topológicamente protegido del ruido externo. En teoría, esto podría acelerar enormemente el camino hacia un computador cuántico universal y estable.
Pero aquí está la clave: aunque Microsoft anunció con entusiasmo su dispositivo Majorana 1, lo que realmente han demostrado no es aún una computadora cuántica topológica funcional. Lo que han logrado es realizar medidas extremadamente precisas, denominadas “mediciones individuales de paridad fermiónica”, que son esenciales para construir arquitecturas computacionales basadas en fermiones de Majorana. Estos avances, publicados recientemente en la prestigiosa revista científica Nature, son impresionantes desde el punto de vista técnico y representan un paso importante en el largo camino hacia la computación cuántica topológica, pero distan aún de ser una prueba definitiva.
El escepticismo en la comunidad científica es entendible. Ya en 2018, Microsoft enfrentó una fuerte controversia cuando tuvieron que retractar estudios previos relacionados con el descubrimiento de fermiones de Majorana, debido a errores en los datos experimentales y su interpretación. Este antecedente aún genera cautela al evaluar nuevos anuncios. Además, la evidencia presentada hasta ahora no es concluyente sobre la existencia inequívoca de fermiones de Majorana, ya que los experimentos son extremadamente sensibles y complejos de realizar.
Otro aspecto crítico es que, para que una computadora cuántica basada en fermiones de Majorana sea útil en la práctica, se deben demostrar claramente dos cosas: primero, la existencia inequívoca de estas partículas en estados suficientemente estables, y segundo, la capacidad real de manipularlas (hacer operaciones cuánticas llamadas compuertas cuánticas) mediante un proceso llamado “trenzado” (braiding). Ninguno de estos dos puntos ha sido todavía probado de manera concluyente: aún queda camino por recorrer.
En el artículo científico, los investigadores de Microsoft reconocen con transparencia estas limitaciones. Aunque el logro alcanzado –realizar mediciones precisas de paridad fermiónica– es un requisito clave, no es una demostración directa de computación cuántica topológica funcional. Como señala el artículo original, este logro científico restringe fuertemente posibles interpretaciones alternativas, pero no las descarta completamente.
Entonces, ¿por qué tanto revuelo? Principalmente, porque la computación cuántica topológica es, en principio, mucho más robusta frente a errores que otros enfoques actuales. Si Microsoft logra superar estas barreras, se abriría una era revolucionaria, donde los computadores cuánticos podrían escalar rápidamente en potencia, fiabilidad, y probablemente se logre la tolerancia a fallos, que es una piedra angular. El impacto en la ciencia, la medicina, la criptografía y en problemas complejos sería extraordinario.
En medicina se espera un fuerte avance respecto al descubrimiento de nuevas drogas, ya que la modelación molecular es algo que un computador cuántico podría resolver de manera muy eficiente y rápida, vital para este tipo de estudios. En este sentido, la computación cuántica podría acelerar el descubrimiento de nuevas drogas asociadas a tratamientos específicos, ya que el problema de analizar el efecto de drogas se traduce al desafío de entender moléculas e interacciones entre ellas, lo cual es extremadamente complejo de simular en un computador tradicional. Al mismo tiempo, estas posibles mejoras requieren un mejor hardware, para que la manera de acceder a esta tecnología sea más abierta a un público no especialista en mecánica cuántica.
¿Estamos ante una revolución inminente o frente a otro pequeño avance dentro de una larga carrera llena de desafíos técnicos? La realidad es que aún falta camino por recorrer. Expertos en la materia sugieren cautela: aunque prometedora, esta investigación deberá superar aún varias pruebas rigurosas antes de poder afirmar con seguridad que estamos frente a una verdadera revolución tecnológica.
Mientras tanto, seguimos atentos, conscientes de que la computación cuántica basada en fermiones de Majorana sigue siendo un sueño científico cuya realización podría estar más cerca, pero aún no en nuestras manos. Pero algo sí es concreto: la carrera por la computación cuántica ahora tiene un nuevo competidor. Es momento de estar muy atentos a los nuevos resultados que Microsoft llegue a publicar durante los próximos años (en revistas científicas), ya que un computador cuántico topológico podría convertirse en un competidor difícil de superar en esta carrera tecnológica.
