Microsoft presenta Majorana 2, un chip cuántico con qubits de 20 segundos de vida

La promesa de 20 segundos de vida media para un qubit convierte al nuevo chip cuántico Majorana 2 de Microsoft en un avance monumental. Este desarrollo, junto con el lanzamiento de la plataforma Microsoft Discovery, busca acelerar la investigación y desarrollo para lograr un ordenador cuántico escalable y comercialmente valioso para el año 2029.

Los qubits de Majorana 2 pueden mantener su estado cuántico 1.000 veces más tiempo que la primera generación de chips, lo que permite cálculos mucho más fiables. Mientras que otros enfoques comunes miden la «vida» de un qubit en microsegundos, Majorana 2 ofrece una vida media de 20 segundos, con algunas instancias que incluso pueden durar hasta un minuto. Esta mejora es comparable, según la compañía, a una batería de teléfono que duraría casi tres años con una sola carga.

Esta fiabilidad excepcional, combinada con una alta velocidad de operaciones (apenas un microsegundo) y un tamaño diminuto de los qubits (1/100 de milímetro), posiciona al equipo en el camino hacia su ambicioso objetivo. Un ordenador cuántico así podría abordar problemas complejos en áreas como la salud global, el suministro de alimentos, la sostenibilidad y la producción energética, según Microsoft.

Chetan Nayak, investigador técnico de Microsoft, destacó la magnitud del progreso. «Necesitamos hacer mejoras cada año que nos acerquen a entregar un ordenador que creemos tendrá un enorme valor comercial y social», afirmó.

Somos mil veces mejores.

Para democratizar estos avances, Microsoft también anunció la disponibilidad general de Microsoft Discovery, su plataforma integral para que las organizaciones adopten la investigación y desarrollo de vanguardia (Frontier R&D). Esta plataforma integra agentes de IA especializados para la investigación científica, un Motor de Descubrimiento que impulsa los flujos de trabajo de razonamiento y, además, ofrece seguridad, gobernanza y transparencia a nivel empresarial.

Como un paso significativo para reducir la barrera de entrada a la investigación avanzada impulsada por IA, Microsoft presentó una aplicación Microsoft Discovery en vista previa. Esta aplicación se puede descargar gratis y ejecutar a nivel local en ordenadores personales, requiriendo solo una cuenta de GitHub Copilot.

Microsoft Discovery permite a los investigadores desplegar equipos autónomos de agentes de IA. Estos agentes, guiados por la experiencia humana, son capaces de razonar sobre grandes volúmenes de conocimiento, generar hipótesis, optimizar experimentos, validar teorías y aprender en un ciclo continuo. Los controles integrados garantizan que la investigación se mantenga alineada con las prioridades, los estándares de seguridad y cumplimiento.

El impacto de esta tecnología ya se siente. Aseem Datar, vicepresidente corporativo de innovación de producto de Microsoft Discovery, señaló que clientes en sectores críticos como ciencias de la vida, productos químicos y materiales, energía, manufactura y bienes de consumo ya están aprovechando sus capacidades. Empresas como Syensqo, que desarrolla fluidos de próxima generación para la fabricación de semiconductores, ejemplifican las enormes oportunidades de impacto.

Los propios científicos e ingenieros del equipo cuántico de Microsoft han utilizado intensamente las capacidades de IA agéntica de Microsoft Discovery. La han aplicado para gestionar flujos de trabajo, automatizar mediciones, optimizar la fabricación, identificar fallos antes desconocidos y proponer nuevas soluciones. Nayak enfatizó que «la IA agéntica ha permeado casi todo lo que hacemos—se ha convertido en una parte muy natural de nuestro flujo de trabajo».

El chip Majorana 1, introducido el año pasado, fue pionero al emplear un superconductor topológico de aluminio para una computación cuántica más estable. Para Majorana 2, el equipo revisó la pila de materiales, optando por el plomo. Este material, conocido por proteger de la radiación, ahora ayuda a salvaguardar los frágiles qubits de perturbaciones cósmicas. Aunque la investigación de materiales comenzó antes de la IA agéntica, el equipo la utilizó para gestionar la fabricación del nuevo dispositivo y la usará más para futuros trabajos con materiales de Majorana.

La complejidad de diseñar dispositivos cuánticos, donde las partes críticas se construyen átomo por átomo, presenta un desafío considerable. Zulfi Alam, vicepresidente corporativo de quantum en Microsoft, explicó que encontrar la «receta exacta» para añadir impurezas a la estructura cristalina, manteniendo cada átomo en su lugar, solía requerir mucha experimentación. Ahora, mediante simulaciones con IA, se pueden identificar objetivos probables, reduciendo drásticamente la necesidad de pruebas físicas.

El proyecto de computación cuántica abarca múltiples áreas, desde software y arquitectura hasta diseño y procesos de fabricación. Un cambio en una de estas áreas puede tener ramificaciones complejas en otras. Los agentes de IA son cruciales para ayudar al equipo a seguir estas intrincadas conexiones interrelacionadas, según Nayak. Además, el proyecto ha acumulado casi dos décadas de datos en diversos formatos, que antes estaban aislados.

La IA agéntica, al procesar estos vastos conjuntos de datos, es capaz de «resintetizar y crear correlaciones que nosotros, como humanos, no podemos ver porque ningún individuo tiene tanta visión a través de tantos datos», explicó Alam. Esta capacidad es especialmente valiosa para el equipo cuántico, que está distribuido globalmente y cuenta con especialistas en física, ingeniería mecánica e ingeniería de procesos, facilitando la síntesis de conocimiento interdisciplinario.

Los agentes de IA también aceleran drásticamente los experimentos. Establecer los cientos de parámetros necesarios para crear un estado topológico y realizar mediciones, un proceso que antes llevaba semanas a una persona, ahora se reduce significativamente. El equipo creó un agente de IA especializado que, a través de las capacidades de Microsoft Discovery, disminuyó el tiempo de ciclo en órdenes de magnitud. La IA puede hacer ajustes de voltaje en paralelo y construir mapas 3D de condiciones que un humano no podría, como señaló Alam, «Usar IA agéntica para automatizar las mediciones fue un cambio radical».

Finalmente, la IA agéntica sobresale en filtrar el «ruido» de los datos brutos. Un agente de IA desarrollado por el equipo combinó conocimientos de física, dispositivos e institucionales para detectar una lectura de sensor de temperatura sin calibrar que estaba desajustando los procesos de fabricación. Alam comparó esto con un resumen de IA de una llamada de Teams, que omite las bromas para enumerar los puntos clave. Microsoft Discovery, al combinar la IA con el método científico, ofrece herramientas transferibles que permitirán a los científicos «observar muchas, muchas disciplinas diferentes a la vez con una fidelidad muy alta y poder extraer correlaciones de ello», un paso fundamental para el avance científico y la meta de un ordenador cuántico comercial para 2029.