Qué se sabe del "cuarto estado de la materia" que Microsoft dice haber creado y que no es sólido, líquido ni gaseoso
Seguramente en la escuela te enseñaron que la materia tiene tres estados: el sólido, el líquido y el gaseoso, sin embargo, Microsoft afirmo este miércoles haber creado un nuevo cuarto estado.
La compañía dijo que, durante su investigación por fabricar un chip para desarrollar una potente computadora cuántica, crearon el cuarto estado, llamado topológico. El avance realizado por Microsoft fue publicado en la revista Nature.
“Esta revolucionaria clase de materia permite crear superconductividad topológica, un nuevo estado de la materia que antes solo existía en teoría”, indicó la empresa en un comunicado.
Este estado se caracteriza por mantener sus propiedades incluso cuando se somete a deformaciones o perturbaciones, algo así como una goma elástica que mantiene sus características esenciales, aunque la estires.
En un estado topológico, los electrones en un material "son resistentes al ruido, de forma muy similar a cómo dos eslabones de una cadena pueden desplazarse o rotar uno alrededor del otro mientras permanecen conectados", explica un artículo de la revista.
¿Cómo logró Microsoft crear al cuarto estado de la materia?
Nosotros vemos los estados de la materia todos los días. Los sólidos conservan su forma, los líquidos varían, pero mantienen su volumen y los gases se expanden en el lugar en el que se encuentran, y todo esto debido a cómo se comportan los átomos que los conforman.
En el caso del estado topológico se necesitan las condiciones adecuadas para poder crearlo. Se le considera "estado exótico", donde la materia adquiere otras propiedades que no se ajustan a las características que explican los otros tres estados de la materia. Hasta el momento solo se había sido teorizado sobre su existencia.
En 2016, los científicos David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitzal ganaron el Nobel de Física por su trabajo en el campo de las transiciones de fases topológicas de la materia.
La materia topológica está en uno de esos "estados exóticos" que no son ni sólidos, líquidos o gaseosos. Y una de sus propiedades más útiles es que permite la superconductividad. Microsoft asegura haber creado topoconductores que puede controlar.
Para conseguir el estado topológico, los investigadores han tenido que crear una combinación de dos materiales: el arseniuro de indio, que es un compuesto semiconductor, y el aluminio, que es un superconductor, colocando sus átomos uno a uno en una disposición muy específica.
“Usamos estas propiedades para construir un topoconductor, un nuevo tipo de semiconductor, que funciona también como superconductor”, explica la compañía.
Este es el programa de investigación más antiguo de la empresa, explicó en conferencia de prensa Zulfi Alam, vicepresidente corporativo de cuántica de Microsoft.
“Después de 17 años, estamos mostrando resultados que no son solo increíbles, son reales. Redefinirán fundamentalmente cómo se desarrolla la próxima etapa del viaje cuántico”, dijo Alam.
¿Para qué se pueden utilizar los topoconductores creados por Microsoft?
Microsoft indicó que utilizó este nuevo estado de la materia para diseñar “un tipo de cúbit radicalmente distinto, pequeño, rápido y controlado digitalmente”. Se trata de Majorana 1, que tiene en su núcleo el llamado estado topológico.
Majorana 1 es la primera unidad de procesamiento cuántico (QPU) del mundo impulsada por un núcleo topológico, diseñada para escalar hasta un millón de cúbits en un solo chip, informó la empresa en un comunicado.
Hay numerosos problemas importantes que las computadoras que utilizamos a diario no pueden resolver. Sin embargo, las computadoras cuánticas podrían hacerlo más rápidamente.
Microsoft afirma que los superconductores topológicos ofrecen una vía para desarrollar sistemas cuánticos capaces de escalar hasta un millón de cúbits, que son los delicados componentes básicos de los ordenadores cuánticos.
Al igual que un bit binario, que es la unidad básica de información en la computación clásica, un cúbit (o bit cuántico) es la unidad básica de información en la computación cuántica.
Los ordenadores cuánticos tardan décadas en construirse, según Microsoft, pero con este nuevo desarrollo se podrían crear los ordenadores más potentes hasta la fecha, basados en la mecánica cuántica y no en la física clásica, capaces de resolver problemas industriales y sociales de gran complejidad.
“Un ordenador cuántico de un millón de cúbits no es solo un hito: es una puerta de a la resolución de algunos de los problemas más difíciles del mundo”, afirma Chetan Nayak, vicepresidente corporativo de Quantum Hardware, en el comunicado.
La computación cuántica está impulsando nuevos descubrimientos en salud, energía, sistemas medioambientales, materiales inteligentes y otros campos.
“Durante casi un siglo, estas cuasipartículas solo existían en los libros de texto. Ahora podemos crearlas y controlarlas en nuestros topoconductores”, dice el comunicado.
Sin embargo, a quienes aún tienen sus reservas. El profesor Paul Stevenson, de la Universidad de Surrey, dijo a la BBC que la investigación publicada por Microsoft suponía un “paso importante”, pero consideraba que tenía por delante retos difíciles.
“Hasta que no se den los siguientes pasos, es demasiado pronto para ser algo más que cautelosamente optimista”, afirmó.
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