Majorana 1: un procesador cuántico topológico

Microsoft presentó en febrero de 2025 Majorana 1, el primer procesador cuántico de la compañía basado en qubits topológicos. Este dispositivo está construido con un nuevo material llamado topoconductor, y según Microsoft supone “un salto transformador hacia la computación cuántica práctica”. Entre los hitos anunciados destacan:

• Majorana 1: primer QPU (unidad de procesamiento cuántico) con núcleo topológico, diseñado para escalar hasta un millón de qubits en un solo chip.
• Qubit topológico protegido: investigación publicada en Nature demuestra un nuevo qubit basado en pares de «módulos de Majorana» (MZMs) en nanocables superconductores, pequeño, rápido y controlado digitalmente.
• Camino a la confiabilidad: Microsoft trazó una hoja de ruta hacia la computación cuántica confiable. Participa en el programa DARPA US2QC y planea construir en pocos años un prototipo tolerante a fallos basado en qubits topológicos.

Estas novedades marcan un avance clave: los qubits topológicos prometen mayor robustez ante ruido, acercando la meta de una “ventaja cuántica” real en aplicaciones científicas y tecnológicas.

Plataforma Azure Quantum y corrección de errores

La plataforma Azure Quantum continúa integrando hardware de vanguardia con innovaciones en software. Microsoft combina su sistema de virtualización de qubits con procesadores cuánticos de socios (por ejemplo, de Atom Computing y Quantinuum) para crear qubits lógicos confiables mediante detección y corrección de errores. Recientemente anunció códigos de corrección geométricos en 4D que reducen hasta 1000 veces la tasa de errores de qubits físicos. Por ejemplo, en colaboración con Atom Computing se generaron 24 qubits lógicos de alta fidelidad, ampliándolos a 28 al aplicar corrección de errores en tiempo real.

Figura: comparación de la tasa total de error (ejes X+Z) en un experimento real con 24 qubits. La barra violeta (42.0%) corresponde al error sin corrección; la barra naranja (10.2%) muestra el error total tras aplicar corrección de pérdidas. Estos resultados demuestran que la corrección cuántica puede mejorar drásticamente la fidelidad: en el experimento el error total cayó de 42.0% a 10.2%. En conjunto, estas innovaciones aceleran la ruta hacia sistemas cuánticos tolerantes a fallos, un requisito para resolver problemas prácticos complejos.

Aplicaciones de la Computación Cuántica en IA, ciencia de materiales y criptografía

Microsoft impulsa aplicaciones cuánticas híbridas combinando IA generativa y supercómputo con hardware cuántico. Por ejemplo, ofrece Azure Elements, un conjunto de herramientas que integra Generative Chemistry (IA que diseña nuevas moléculas útiles) y Accelerated DFT (simulaciones cuánticas aceleradas de propiedades químicas). Estos recursos permiten descubrir materiales y medicamentos más rápido, fusionando la potencia de la nube con capacidades cuánticas. Asimismo, se han realizado experimentos híbridos reales: en colaboración con Quantinuum, se usaron 2 qubits lógicos junto a IA y supercómputo en Azure para estimar la energía de un compuesto catalítico, un primer paso hacia la “ventaja cuántica” en química.

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En criptografía, Microsoft también avanza preparándose para la era cuántica. Ha incorporado en Windows (Canal Insider) y en librerías de cifrado los algoritmos post-cuánticos ML-KEM y ML-DSA aprobados por el NIST. Esto permite a las organizaciones comenzar a experimentar con cifrado cuánticamente seguro. Además, el programa Microsoft Quantum Safe promueve la transición a estándares criptográficos resistentes a futuros ordenadores cuánticos.

Colaboraciones y anuncios clave en el ecosistema de la Computación Cuántica

Microsoft lidera alianzas globales en el campo cuántico. La ONU declaró 2025 como el Año Internacional de la Ciencia Cuántica (IYQ2025), y Microsoft es socio oficial junto con la American Physical Society para difundir la innovación cuántica. También lanzó el programa Quantum Ready, que ofrece talleres y recursos para que empresas e instituciones planifiquen estrategias cuánticas (aplicaciones híbridas, capacitación y seguridad).

Entre sus colaboraciones tecnológicas destacan:

• Quantinuum: en 2024 Microsoft y Quantinuum crearon 12 qubits lógicos de alta fidelidad usando Azure Quantum y hardware de iones atrapados. Integraron esos qubits con IA y supercómputo para una simulación química híbrida.
• Atom Computing: juntos ofrecen en Azure una máquina cuántica comercial basada en átomos neutros. Este servicio integra los qubits lógicos con Azure Elements (IA + HPC) para acelerar investigaciones en química y ciencia de materiales.

Estos anuncios y colaboraciones muestran cómo Microsoft moviliza esfuerzos en hardware, software y ecosistema abierto para que la computación cuántica avance rápidamente hacia aplicaciones reales en múltiples industrias.