Críticas al protocolo de Microsoft ponen en duda su avance en computación cuántica

Notipress.- El reciente anuncio de Microsoft sobre la creación de los primeros “qubits topológicos” fue puesto en duda por un físico teórico, quien señala posibles fallas en la prueba utilizada para validar este avance. El 19 de febrero, la compañía informó sobre este desarrollo, destacando su potencial para crear computadoras cuánticas más estables y resistentes a la pérdida de información. Sin embargo, la ausencia de una publicación revisada por pares generó escepticismo entre algunos investigadores.

Dicho artículo publicado en Nature, no presentó pruebas directas de la existencia de los qubits topológicos, sino que describió un método para medir su lectura en el futuro. Un portavoz de Microsoft declaró: “Si bien el artículo de Nature describe nuestra perspectiva, no habla de nuestro progreso”. La compañía aseguró que hubo un “progreso tremendo” desde su presentación del articulo, casi un año antes de su publicación.

Críticas al protocolo utilizado por Microsoft

La más reciente crítica fue publicada en una preimpresión por Henry Legg, físico teórico de la Universidad de St Andrews, en Reino Unido. En su análisis, plantea inquietudes sobre el protocolo de brecha topológica (TGP), una prueba utilizada por Microsoft para buscar partículas Majorana, cuasipartículas esenciales para que los qubits topológicos funcionen. “Dado que el TGP es defectuoso, los cimientos mismos del cúbit no están ahí”, afirmó Legg.

Microsoft no mencionó el uso del TGP en su anuncio del 19 de febrero, pero indicó en comentarios en línea que este protocolo fue clave en la creación de los qubits topológicos. La empresa ya había publicado en 2022 una preimpresión señalando que el TGP podía identificar Majoranas con “alta probabilidad”. Sin embargo, Legg y sus colegas de la Universidad de Basilea, en Suiza, advirtieron sobre posibles falsos positivos en la prueba.

Respuestas de Microsoft y reacciones de la comunidad científica

Chetan Nayak, físico teórico que lidera el proyecto de computación cuántica de Microsoft, rechazó las críticas de Legg. “La crítica se puede resumir en que Legg construyó un falso argumento falaz a partir de nuestro artículo y luego lo atacó”, afirmó.

Además de los posibles falsos positivos, Legg señaló inconsistencias en los datos utilizados en el artículo de Physical Review B, donde observó variaciones en las condiciones externas durante las mediciones electrónicas. También indicó diferencias entre el protocolo descrito por Microsoft y el código que implementa la prueba. Nayak respondió: “Legg afirma que hay una diferencia entre nuestro protocolo descrito y el código implementado. Esto es incorrecto, por lo que no es un problema”.

El debate generó opiniones divididas en la comunidad científica. Carlo Beenakker, físico teórico de la Universidad de Leiden, calificó la crítica de Legg como “ciertamente válida“, aunque expresó su entusiasmo por el objetivo de Microsoft de crear qubits topológicos. Anton Akhmerov, físico teórico de la Universidad Tecnológica de Delft, sostuvo que “la crítica de Legg requiere una respuesta pública de los investigadores de Microsoft”.

Microsoft aseguró que responderá oficialmente a las críticas cuando los editores de Physical Review B se pongan en contacto con ellos. Parte de la información sobre este avance podría revelarse el 18 de marzo, cuando Nayak dé una conferencia sobre los datos topológicos de qubit de Microsoft en la reunión de la American Physical Society en Anaheim, California.

Aún persisten las dudas sobre la validez del protocolo. “No hay evidencia convincente, ni siquiera medianamente convincente, de Majoranas“, afirmó Beenakker.

Líquidos de spin cuántico, el nuevo paso en la computación cuántica

NOTIPRESS.- Científicos de la Universidad de Harvard han desarrollado un nuevo estado de la materia que, contrariamente al nombre, no tiene nada que ver con los líquidos cotidianos como el agua. Gracias a este descubrimiento, investigadores podrían desarrollar computadoras cuánticas super rápidas mediante líquidos de espín cuántico.

Este nuevo estado de la materia debe su existencia a imanes que nunca se congelan y la manera en la que hacen girar los electrones en ellos. Anteriormente investigadores han utilizando imanes regulares, desafortunadamente, cuando la temperatura desciende por debajo de cierto punto los electrones se estabilizan y forman una pieza sólida de materia con propiedades magnéticas.

Los científicos de Harvard han evitado dicho problema gracias al líquido de espín cuántico, en ellos los electrones no se estabilizan al enfriarse, no forman sólidos, además poseen cambios y fluctuaciones similares a los líquidos. Las propiedades especiales de estos líquidos de espín cuántico permiten aplicaciones prometedoras que se pueden utilizar para hacer avanzar las tecnologías cuánticas.

Esta investigación busca la creación de bits cuánticos más robustos, conocidos como qubits topológicos, y se espera que tengan resistencia al ruido y la interferencia externa. “Aprender a crear y utilizar esos qubits representaría un paso importante hacia la realización de ordenadores cuánticos fiables” dijo Giulia Semeghini, investigadora principal.

Observar este estado de la materia fue posible gracias a un simulador cuántico programable, el cual permite a investigadores crear formas programables para diseñar diferentes interacciones y entrelazamientos entre átomos. El objetivo de utilizar el simulador cuántico es reproducir la misma física microscópica encontrada en los sistemas de materia condensada, especialmente con la libertad que permite la programabilidad del sistema.

En los imanes convencionales, los giros de los electrones apuntan hacia arriba o hacia abajo siguiendo un patrón regular como el imán del refrigerador los electrones apuntan en la misma dirección. Los líquidos de espín cuántico no muestran nada de ese orden magnético, porque esencialmente se agrega un tercer giro convirtiendo el patrón triangular.

Tomando este electrón adicional, el imán se convierte en un imán “frustrado” ya que al ser impar este no puede ser estabilizado en una sola dirección. Además, esto les proporciona la capacidad de crear cuerdas conectadas entre sí creando entrelazamientos, lo cual se traduce en correlaciones cuánticas surgidas del líquido de espín cuántico.

Después de confirmar la presencia de líquidos de espín cuántico, los investigadores recurrieron a la posibilidad de aplicar este estado de la materia para crear qubits robustos. Asimismo, realizaron una prueba de concepto la cual mostró que algún día podría ser posible crear bits cuánticos colocando los líquidos en una matriz geométrica especial con ayuda del simulador.