El chip cuántico del MIT eliminó el ruido del universo — y abrió un portal hacia lo desconocido

Un avance científico logrado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) podría transformar significativamente el panorama de la computación cuántica y la búsqueda de materia oscura. Los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de rectificador basado en un diodo superconductor (SD), capaz de convertir corriente alterna (AC) en corriente continua (DC) directamente en el mismo chip. Esta solución es especialmente relevante para computadoras cuánticas y superconductoras, donde el ruido térmico y las interferencias electromagnéticas de los cables dificultan el funcionamiento estable del sistema.

Los sistemas actuales de procesamiento de datos se basan principalmente en semiconductores de silicio. Aunque permiten manejar grandes volúmenes de información, generan una gran cantidad de calor, lo que supone una pérdida energética considerable. Esto se convierte en un obstáculo crítico con el crecimiento de tecnologías como la inteligencia artificial, que exige una potencia de cálculo cada vez mayor. Como alternativa, los componentes electrónicos superconductores ofrecen un funcionamiento mucho más eficiente en términos energéticos. Sin embargo, requieren temperaturas extremadamente bajas, lo que complica su integración con componentes que operan a temperatura ambiente.

El desafío es garantizar una alimentación eléctrica no solo estable, sino también "limpia", es decir, sin contaminación térmica ni electromagnética. Actualmente, la energía se suministra mediante numerosos cables, que a su vez introducen ruido no deseado. La propuesta del MIT es un rectificador superconductor integrado en el propio chip, eliminando la necesidad de múltiples cables y mejorando así la estabilidad general del sistema.

Los investigadores fueron más allá de los desarrollos anteriores que solo empleaban diodos individuales. Lograron construir un puente rectificador completo con cuatro diodos superconductores, permitiendo la conversión de corriente a temperaturas criogénicas. Esto reduce considerablemente las interferencias en sistemas altamente sensibles y garantiza una mayor estabilidad de los cúbits —los elementos fundamentales de la computación cuántica.

La innovación tiene un valor particular para programas científicos en condiciones extremas. Los circuitos cuánticos no solo se utilizan en tecnología informática, sino también en experimentos fundamentales como la búsqueda de materia oscura en instalaciones como el CERN o el proyecto LUX-ZEPLIN, donde incluso las más mínimas perturbaciones pueden distorsionar los resultados. Esta nueva tecnología permitirá reducir el ruido en estos entornos, aumentando así la precisión de las mediciones.

Además de su uso principal, los diodos superconductores pueden funcionar como aislantes o circuladores, protegiendo los cúbits frente a influencias externas. Esto es esencial para escalar los sistemas cuánticos y crear soluciones comercialmente viables. El desarrollo del MIT representa un paso más hacia el uso práctico de la superconductividad tanto en computación como en física de partículas.

La investigación ha sido publicada en la revista Nature Electronics. Según los autores, su trabajo abre la puerta al desarrollo de ordenadores cuánticos más eficientes y escalables en los próximos años.