Un grupo de investigadores encontró un nuevo estado de la materia llamado superconductividad topológica, la cual promete acelerar a un nuevo nivel las capacidades de cálculo y almacenamiento de información de las computadoras. 

El equipo de matemáticos de diversas universidades se centró en las propiedades de los cúbits, un sistema cuántico que, en lugar de utilizar ceros y unos, aprovecha propiedades como el espín de los electrones o la polarización fotónica para almacenar o transmitir información.

Javad Shabani de la Universidad de Nueva York explicó en entrevista que

El nuevo descubrimiento de la superconductividad topológica en una plataforma de dos dimensiones abre el camino para construir cúbits escalables topológicamente que no solo almacenan información cuántica, sino que también permiten manipular los estados cuánticos que están libres de errores.

 

Tal vez te interese: Agujeros negros: la clave para crear computadoras cuánticas 

 

¿Qué hacen exactamente las computadoras cuánticas?

Las computadoras actuales resuelven un problema a una velocidad relativamente rápida. Sin embargo, las computadoras cuánticas pueden resolver varios problemas al mismo tiempo utilizando las propiedades de átomos o electrones en lugar de microchips.

Según la ley de Moore, aproximadamente cada dos años el número de transistores en un microprocesador se duplica. Si tomamos en cuenta que durante los últimos 26 años el número de transistores en un chip se ha multiplicado 3200 veces, no es sorprendente que científicos como Michio Kaku estimen que a las computadoras actuales les quedan unos 10 o 15 años de desarrollo a este ritmo, pues llegará un punto en que no se pueda añadir más transistores a un microprocesador. Es por ello que los investigadores llevan años explorando nuevos materiales y técnicas capaces de procesar información más rápidamente y con menos perturbaciones o errores provocados por el medio ambiente.

Los matemáticos trabajaron con fermiones de Majorana, cuya existencia teórica se conoce desde 1937, pero se comprobó hasta 2012. Los fermiones y bosones son los dos tipos existentes de partículas elementales; el fermión se caracteriza por un espín semientero y se considera parte de los constituyentes básicos de la materia.

Sin embargo, en su versión cuántica, un fermión también es un superconductor que, a su vez, es su propia antipartícula, capaz de almacenar información cuántica lejos de interferencias o ruidos ambientales. Esto quiere decir, en palabras sencillas, que un cúbit puede hacer varias cosas a la vez y sin errores provocados por el ambiente.

Hasta ahora uno de los mayores retos de la computación cuántica ha sido la delicadeza y fragilidad de sus componentes, pues incluso las variaciones más leves en las condiciones ambientales (como la temperatura atmosférica o los pequeños movimientos de la tierra cuando pasa un vehículo por la calle) son el último obstáculo a vencer.

Una computadora con esa capacidad de procesamiento podría ser usada, por ejemplo, para hacer modelos climatológicos y de desastres naturales que permitan prevenir eventos catastróficos con mucha mayor antelación que las actuales herramientas. Además lograrían hacerlo utilizando el espacio que ocupan apenas unos pocos átomos.

Descubrir este nuevo estado de la materia fue posible gracias a que los investigadores midieron la transición entre un estado cuántico normal y el nuevo estado topológico; sus posibles aplicaciones podrían derivar en partículas más estables y libres de interferencias atmosféricas, las cuales podrán utilizarse para hacer cálculos a una velocidad tremenda gracias a que no tienen receptores naturales, por lo que su estado cuántico (¿el cúbit de Schrödinger?) puede servir para almacenar o realizar distintas tareas al mismo tiempo.