Informática.
Superconductividad triplete y qubits cuánticos
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La mayoría de los prototipos actuales de computadoras cuánticas utilizan materiales superconductores para realizar cálculos cuánticos, ya que estos materiales pueden mantener las propiedades cuánticas más estables; la principal alternativa es la llamada "computadora cuántica de iones atrapados".
Hasta ahora, sólo los modelos de iones atrapados han demostrado ser suficientemente fiables, pero son muy limitados en cuanto al número de qubits útiles que pueden contener (el equivalente en una computadora cuántica a un bit de una computadora ordinaria).
Por supuesto, la opción ideal sería mejorar los materiales superconductores para que sean aptos para los cálculos cuánticos. Y se han realizado algunos esfuerzos en esa dirección, en particular con cirugía de celosía y con qubits de mayor duraciónPero aún así, esto no es suficiente para crear computadoras cuánticas superconductoras escalables y comerciales.
Otro campo avanzado de la informática es la espintrónica, que utiliza las características cuánticas de las partículas, el espín, en lugar de las cargas eléctricas, como en la computación electrónica clásica. Hasta ahora, la computación cuántica y la espintrónica han estado relacionadas, aunque no directamente, ya que los materiales superconductores carecen de espín. Al menos hasta ahora.
(Puedes aprender más sobre la espintrónica en nuestro artículo dedicado a esta tecnología)
Un equipo de investigadores de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología y de la Università degli Studi di Salerno (Italia) podría haber descubierto un superconductor triplete, un tipo de superconductor con propiedades de espín únicas.
Este nuevo tipo de material superconductor podría ser revolucionario en la construcción de computadoras cuánticas superconductoras. Publicaron sus hallazgos en Physical Review Letters, bajo el título "Descubrimiento de la superconductividad triplete intrínseca en NbRe no centrosimétrico mediante efectos de válvula de espín inverso.
Un superconductor triplete es una de las principales aspiraciones de muchos físicos que trabajan en el campo de la física del estado sólido. Los materiales superconductores triplete son una especie de "santo grial" en la tecnología cuántica, y más concretamente en la computación cuántica.
Profesor Jacob Linder – Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología
Mientras tanto, otro equipo de investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, el Instituto de Ciencias de la Computación Avanzadas de Leiden (Países Bajos), la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), la Universidad de Ratisbona (Alemania) y la empresa Máquinas Cuánticas Han descubierto cómo solucionar los defectos, un problema clave que afecta a los materiales superconductores, con una nueva forma de detección de fluctuaciones eficiente.
Publicaron sus hallazgos en Physical Review X2, bajo el título “Seguimiento adaptativo en tiempo real de tasas de relajación fluctuantes en cúbits superconductores.
Superconductores tripletes
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| Tecnología | Estabilidad de los qubits | Escalabilidad organizacional | Eficiencia energética | Madurez |
|---|---|---|---|---|
| superconductor | Moderado | Alto potencial | Bajo (criogenia) | Pilotos comerciales |
| Iones atrapados | Alto | Limitada | Moderado | Pilotos comerciales |
| Superconducción triplete (propuesta) | Potencialmente alto | teorético | Potencialmente mejorado | Emparejamiento |
¿Por qué es importante?
En teoría, el espín podría ser un medio perfecto de transferencia de información cuántica entre qubits y entre diferentes computadoras cuánticas.
El problema es que, en su forma actual, la tecnología es demasiado inestable y la transferencia de información demasiado compleja para tener un uso práctico.
Sin embargo, esto podría no ser cierto si tuviéramos acceso a superconductores tripletes. Esto se debe a que pueden transferir el espín sin pérdida de energía, por lo que las partículas superconductoras ahora llevan consigo el espín.
Los superconductores tripletes posibilitan diversos fenómenos físicos inusuales. Estos fenómenos tienen importantes aplicaciones en la tecnología cuántica y la espintrónica.
Profesor Jacob Linder – Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología
Así, mientras que un superconductor singlete más común puede transportar energía sin resistencia, un superconductor triplete también podría transportar corrientes de espín con resistencia absolutamente nula. Como resultado, una computadora cuántica o espintrónica podría ser ultrarrápida y, al mismo tiempo, funcionar prácticamente sin consumir electricidad.
Aleaciones de niobio y renio
En su trabajo, los investigadores descubrieron que el NbRe, una aleación de niobio y renio, muestra un comportamiento característico de un superconductor triplete.
Más precisamente, encontraron el “efecto de válvula de espín inverso”, un caso especial de magnetorresistencia gigante, una propiedad magnética de los materiales multicapa, cuyo descubrimiento ganó el Premio Nobel en 2007.
Esto no es, en sí mismo, una prueba de que NbRe sea un superconductor triplete, pero definitivamente demuestra que no se comporta como debería hacerlo un superconductor singlete convencional.
Potencial a largo plazo
Este descubrimiento tiene un potencial adicional ya que el NbRe está fácilmente disponible en forma de película delgada y la simplicidad de la heteroestructura lo hace especialmente viable como una posible plataforma escalable para la espintrónica superconductora.
Además, el material funciona como un superconductor a una temperatura relativamente alta (al menos según los estándares de materiales superconductores), o solo 7 grados Celsius por encima del cero absoluto a -273.15 °C (−459.67 °F), mientras que la mayoría de los otros materiales candidatos necesitan tan solo un grado por encima del cero absoluto.
Sin embargo, tanto el niobio como el renio son metales caros y raros, por lo que no harán directamente que las computadoras cuánticas sean más baratas.
El siguiente paso será que otros investigadores confirmen estos hallazgos y realicen más pruebas que apunten a la superconductividad triplete.
Los superconductores tripletes también pueden utilizarse para crear un tipo de partícula muy exótico llamado «partícula Majorana», que es su propia antipartícula. Por lo tanto, puede realizar cálculos en una computadora cuántica de forma estable.
Como también lo hacen otros investigadores Acercándose al aprovechamiento de las partículas de Majorana y Microsoft ya lo tiene un chip con modos cero Majorana (MZM)Esta parece ser una dirección cada vez más prometedora para el futuro avance de la computación cuántica.
Detección de defectos materiales cuánticos
Cambios demasiado rápidos
Los materiales en los que se incrustan los cúbits suelen presentar defectos que son responsables de su poca fiabilidad. Estos defectos pueden fluctuar espacialmente con una velocidad extremadamente alta, a veces cientos de veces por segundo.
Por lo tanto, el método actual de detección de estos defectos, que puede tardar hasta un minuto, es completamente insuficiente para detectarlos. De hecho, nadie sabía con exactitud la velocidad a la que ocurría esto hasta ahora.
En lugar de ello, los investigadores se ven obligados a medir una tasa promedio de pérdida de energía, que a menudo ofrece una imagen incompleta del verdadero rendimiento del qubit.
Como resultado, los ordenadores cuánticos que dependen de la superconductividad necesitan recurrir a muchos “trucos” para poder realizar sus cálculos, incluso cuando, muchas veces, el qubit ha sufrido decoherencia, sin que el usuario pueda detectarlo.
Usando computadoras clásicas para ayudar
Para acelerar la detección de defectos, los investigadores utilizaron una matriz de puertas programables en campo (FPGA), un controlador especializado. Estos chips especializados no son tan flexibles como los utilizados en las CPU o GPU, pero son ultraespecializados, mucho más rápidos en una tarea específica y consumen menos energía.
Al ejecutar el experimento directamente en el FPGA, pudieron formar una “mejor estimación” de qué tan rápido el qubit perdería su energía basándose solo en un puñado de mediciones.
Si bien esto parece una solución obvia, programar correctamente el FPGA fue todo un desafío, especialmente si el FPGA necesita ser un poco flexible.
El método que utilizaron es que el chip actualiza su “conocimiento” interno, llamado modelo bayesiano, después de cada medición de qubit.
Fuente: Revisión física X
Esto permitió que el sistema adaptara continuamente la forma en que aprendía sobre el estado del qubit de la manera más eficiente posible.
“El controlador permite una integración muy estrecha entre la lógica, las mediciones y la alimentación anticipada: estos componentes hicieron posible nuestro experimento”.
Hacia la calibración en tiempo real
Hasta ahora, la industria de la computación cuántica sólo tenía que “esperar” que sus qubits siguieran funcionando y trabajaba duro para reducir la probabilidad y la velocidad de la decoherencia.
Pero este nuevo enfoque abre el camino para que el cálculo seleccione activamente qubits confiables, incluso con materiales menos que perfectos.
Con nuestro algoritmo, el hardware de control rápido puede determinar qué cúbit es "bueno" o "malo" prácticamente en tiempo real. También podemos recopilar estadísticas útiles sobre los cúbits "malos" en segundos, en lugar de horas o días.
A largo plazo, esto abrirá un nuevo campo de investigación, donde será posible comprender mejor qué hace que un qubit individual sea “malo”, en lugar de depender de promedios y conjeturas.
Conclusión
Al igual que en los albores de la electrónica, el progreso de la computación cuántica vendrá de una multitud de direcciones.
Un aspecto importante será la producción de mejores materiales superconductores, capaces de crear cúbits más estables y duraderos. Y posiblemente también transportar información simultáneamente en forma de corriente de espín superconductora.
Mientras tanto, una mejor detección de la decoherencia de un qubit determinado podría proporcionar un método basado en sensores y software para mejorar radicalmente el rendimiento sin depender de materiales más complejos o difíciles de fabricar.
Invertir en la innovación de la computación cuántica
Microsoft
(MSFT )
Si bien Microsoft es más conocido por su fuerte presencia en sistemas operativos con Windows, también es un gigante en muchos otros campos tecnológicos.
Por ejemplo, es líder en soluciones empresariales, incluyendo Office (Outlook, Word, Excel y PowerPoint), pero también llamadas de empresa (Teams), almacenamiento compartido en la nube (OneDrive), Visio (diagramas, gráficos), Loop (espacio de trabajo colaborativo) y Access (base de datos).
Si bien no es el líder en servicios en la nube (dominado por AWS de Amazon), Microsoft representa el 20% de la infraestructura de nube global a través de su plataforma Azure, tan grande como las acciones combinadas de Google + Alibaba + Oracle.
Fuente: Statista
Microsoft también es propietario de LinkedIn, GitHub, Xbox y muchos de los estudios de videojuegos más grandes del mundo.
En lo que respecta a la IA, Microsoft se ha centrado más en casos de uso técnico y aplicaciones comerciales que en aplicaciones para consumidores, en particular con Programa AI4Science, sobre IA útiles para la investigación científica.
Esto incluye, por ejemplo, acelerar el trabajo de los científicos de materiales para diseñar nuevas moléculas o electrodos de baterías al tener Una IA redujo 32 millones de materiales potenciales a 500,000 candidatos, y luego a 800 en menos de 80 horas.
Fuente: Microsoft
Hasta ahora, en materia de computación cuántica, Microsoft parecía estar rezagado en comparación con Google o IBM; ofrecía servicios de computación cuántica en la nube con Azul cuánticoEl servicio también puede ofrecer “Computación híbrida”, que combina la computación cuántica con el servicio tradicional de supercomputadora basado en la nube..
Fuente: Microsoft
Cuando Microsoft lanzó su propio chip basado en partículas Majorana a principios de 2025La empresa se ha convertido en uno de los líderes mundiales en computación cuántica.
Con nuevos materiales como los superconductores tripletes o nuevas posibilidades de calibración en tiempo real, es probable que Microsoft pueda seguir progresando e integrar estas nuevas herramientas en sus propios ordenadores cuánticos.
(También puedes leer Nuestro artículo destaca a Microsoft en su conjunto con más detalle para comprender mejor la empresa).
- Los superconductores tripletes siguen siendo experimentales pero tienen un gran potencial.
- La calibración de qubits en tiempo real es una realidad a corto plazo y práctica.
- Microsoft ofrece exposición cuántica diversificada.
- IonQ, Rigetti y D-Wave proporcionan una sensibilidad sectorial más pura.
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Estudio referenciado
1. F. Colangelo y otros, Descubrimiento de la superconductividad triplete intrínseca en NbRe no centrosimétrico mediante efectos de válvula de espín inverso. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – Publicada el 25 de noviembre de 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
2. Fabrizio Berritta, et al. Seguimiento adaptativo en tiempo real de tasas de relajación fluctuantes en qubits superconductores. Phys. Rev. X 16, 011025 – Publicado el 13 de febrero de 2026. DOI: https://doi.org/10.1103/gk1b-stl3
