- Majorana 2 es el procesador cuántico topológico de Microsoft que mejora 1.000 veces la fiabilidad de sus cúbits respecto a la generación anterior.
- El chip logra tiempos de coherencia de hasta un minuto gracias a una nueva pila de materiales basada en plomo e híbridos de arseniuro de indio.
- Microsoft Discovery, la plataforma de IA agéntica, ha sido clave para diseñar, optimizar y caracterizar Majorana 2.
- Microsoft fija 2029 como objetivo para disponer de un ordenador cuántico escalable y tolerante a errores basado en esta tecnología.
Microsoft Majorana 2 se ha convertido en uno de los nombres más repetidos en el mundo de la computación cuántica, y no es casualidad: este chip topológico promete un salto de varios órdenes de magnitud en la estabilidad de los cúbits, que son el corazón de cualquier ordenador cuántico. La compañía de Redmond asegura que ha multiplicado por 1.000 la fiabilidad respecto a su generación anterior, acercando la idea de un ordenador cuántico comercial y escalable a un horizonte temporal muy concreto: el año 2029.
Para entender por qué este anuncio está levantando tantas expectativas —y también bastante escepticismo— hay que remontarse a la historia de las partículas de Majorana, repasar los tropiezos previos de Microsoft en este campo y ver qué aporta realmente Majorana 2 en términos de materiales, diseño topológico y apoyo de la inteligencia artificial. Todo ello sin perder de vista una cuestión clave: en la práctica, todavía nadie ha observado de forma indiscutible un fermión de Majorana elemental en el universo, pero sí se han propuesto y fabricado sus análogos en forma de modos o cuasipartículas de Majorana en materiales exóticos.
Qué es una partícula de Majorana y por qué obsesiona a la computación cuántica
En 1937, el físico italiano Ettore Majorana planteó matemáticamente la existencia de un tipo peculiar de partícula: una que fuese a la vez partícula y antipartícula. Esta idea, que en su momento sonaba casi a ciencia ficción, describía lo que hoy llamamos fermiones de Majorana. La peculiaridad de estos fermiones es que no necesitarían una contraparte distinta que actuase como antipartícula, sino que se bastarían a sí mismos para cumplir ambos papeles.
Desde entonces, muchos físicos teóricos y experimentales se han obsesionado con estas partículas por una razón muy concreta: su estructura cuántica permite formas de almacenamiento y manipulación de la información radicalmente distintas a las que usamos con los cúbits convencionales. En un ordenador cuántico típico, los cúbits son extremadamente sensibles al entorno: vibraciones, fluctuaciones térmicas o radiación pueden provocar errores y pérdida de coherencia en tiempos muy breves.
La gran baza de los hipotéticos fermiones de Majorana para la computación cuántica es que, cuando se manifiestan en un sistema físico, lo hacen en parejas y presentan una naturaleza topológica. En términos sencillos, la información cuántica no se localiza en un único punto, sino que se «reparte» entre dos ubicaciones separadas en el espacio. Esa distribución topológica hace que los errores locales producidos por el ruido del entorno no destruyan de inmediato el estado cuántico global.
Esta combinación de duplicidad y robustez convierte a los fermiones de Majorana en candidatos muy atractivos para construir cúbits mucho más estables que los utilizados hoy en la mayoría de plataformas cuánticas. Si se lograsen implementar de forma fiable, podrían reducir drásticamente las tasas de error y, con ello, la enorme sobrecarga de corrección de errores que las arquitecturas actuales necesitan para hacer cálculos útiles.
Modos de Majorana frente a fermiones fundamentales
A día de hoy, y pese a casi un siglo de búsqueda, no se ha confirmado de manera concluyente la presencia de un fermión de Majorana elemental en la naturaleza. Se han propuesto candidatos en el ámbito de la física de partículas de alta energía y en experimentos de neutrinos, pero las pruebas siguen siendo objeto de debate. No hay consenso sólido que permita afirmar que se han observado en el universo tal y como los describió Majorana en 1937.
Lo que sí se ha explorado con mucha intensidad en los últimos años es la creación de lo que se conocen como modos de Majorana o cuasipartículas de Majorana. Estos no son partículas fundamentales, sino excitaciones colectivas que emergen en materiales con propiedades superconductoras y topológicas muy específicas, normalmente en el ámbito de la materia condensada. Su comportamiento imita el de los fermiones de Majorana originales en ciertos aspectos clave.
En este terreno es donde entra Microsoft: la compañía no dice trabajar con fermiones de Majorana en el sentido estricto de la partícula elemental, sino con estas cuasipartículas emergentes en estructuras superconductoras. La idea es que estos modos de Majorana, convenientemente confinados en nanohilos y heteroestructuras, pueden servir de base para implementar cúbits topológicos resistentes al ruido.
Desde el punto de vista de la computación cuántica, lo relevante no es tanto si se ha encontrado la partícula fundamental en el cosmos, sino si se puede construir un sistema de materiales que reproduzca de forma controlada la física de Majorana en el laboratorio. La «queja» o el foco de controversia en torno a Microsoft no gira alrededor de una discrepancia con el universo, sino de si sus experimentos demuestran de forma suficientemente sólida que han generado esos estados topológicos de Majorana en sus chips.
El tropiezo de 2018 y la sombra de la retractación
En 2018, Microsoft, junto con colaboradores académicos, anunció haber observado señales compatibles con modos de Majorana en un sistema de nanohilos superconductores basados en semiconductores y aluminio. El hallazgo se publicó en una revista de altísimo impacto, lo que generó una enorme expectación en la comunidad de física cuántica y tecnología cuántica.
Sin embargo, con el paso del tiempo y el escrutinio detallado de otros grupos de investigación, empezaron a surgir dudas. Reanálisis de los datos y nuevos experimentos sugerían que las evidencias presentadas no eran tan concluyentes, y que otros efectos físicos más convencionales podían explicar las señales observadas. Finalmente, la revista Nature decidió retractar el artículo en 2021, un revés considerable tanto científico como reputacional.
Ese episodio dejó claro que la frontera entre observar realmente un modo de Majorana y detectar fenómenos que simplemente se le parecen puede ser muy fina. También hizo que la comunidad científica fuese mucho más prudente a la hora de evaluar nuevos anuncios en esta línea, especialmente cuando vienen de una gran empresa con fuertes incentivos comerciales y mediáticos.
Para Microsoft, el desarrollo de su primer procesador cuántico topológico, bautizado como Majorana 1 y presentado oficialmente en febrero de 2025, tuvo un doble componente. Por un lado, representaba un avance técnico importante en el uso de materiales superconductores topológicos sobre silicio. Por otro, suponía una especie de intento de recuperar credibilidad ante los físicos, demostrando que podían construir una plataforma sólida más allá del artículo retractado.
Majorana 1: el primer procesador cuántico topológico de Microsoft
Majorana 1 se presentó como el primer procesador cuántico topológico comercialmente anunciado. Su propuesta se basaba en utilizar modos de Majorana generados en materiales especiales como ladrillos básicos para levantar una nueva generación de cúbits intrínsecamente más estables, en comparación con los cúbits superconductores estándar o los basados en trampas de iones.
Según explicó Microsoft, este chip creaba en silicio un tipo de fase topológica de la materia que hasta entonces solo se había descrito de forma teórica. El corazón del diseño era una pila de materiales formada por un superconductor (en aquel momento, aluminio) combinado con una región semiconductora activa capaz de sustentar los modos de Majorana. Todo ello, integrado con la tecnología de fabricación avanzada que la compañía domina.
Pese a lo llamativo del anuncio, la reacción de una parte importante de la comunidad científica fue de cautela. El recuerdo del trabajo de 2018 seguía muy presente, y muchos expertos pedían datos más abiertos, reproducciones independientes y publicaciones revisadas por pares que respaldasen las afirmaciones más ambiciosas sobre la naturaleza topológica del sistema. El resultado fue una acogida con cierto escepticismo, aunque se reconocía el valor de explorar un camino diferente al de otras grandes empresas cuánticas.
En ese contexto, Majorana 1 marcó el inicio de una hoja de ruta en la que Microsoft aspiraba a construir, paso a paso, un ordenador cuántico tolerante a errores. El objetivo final: un dispositivo con millones de cúbits lógicos que pudiese ejecutar algoritmos cuánticos útiles para problemas de química, materiales, optimización o criptografía, sin venirse abajo por culpa del ruido.
Majorana 2: un salto de 1.000 veces en fiabilidad
Majorana 2 es la evolución directa de ese primer chip, pero con un cambio importante en la receta de materiales y una ambición mucho mayor en los resultados. Microsoft afirma que este procesador cuántico topológico de nueva generación ofrece una mejora de 1.000 veces en la fiabilidad de sus cúbits en comparación con la versión de 2025, algo que, si se confirma, sería un hito muy relevante.
Uno de los datos estrella que la compañía ha compartido es la vida útil media de los cúbits de Majorana 2: unos 20 segundos de coherencia cuántica, con casos en los que se alcanzan picos de hasta un minuto completo. Frente a los tiempos típicos de microsegundos o milisegundos de muchas plataformas anteriores, esto supone un cambio de escala enorme.
Además, el chip es capaz de realizar operaciones cuánticas elementales en el orden de un microsegundo, lo que abre la puerta a ejecutar un gran número de puertas cuánticas dentro de ese periodo de coherencia ampliado. Combinado con un tamaño de cúbit muy reducido, del orden de una centésima de milímetro, Microsoft sostiene que su plataforma tiene la base física necesaria para escalar hasta millones de cúbits físicos integrados en el mismo sistema.
En paralelo, la empresa ha reajustado sus plazos. Si inicialmente se hablaba de horizontes temporales más lejanos, ahora, apoyándose en el rendimiento de Majorana 2, Microsoft asegura que ha podido reducir su calendario a la mitad y marca como objetivo tener un ordenador cuántico escalable y comercialmente viable en 2029. Es una promesa ambiciosa que, no obstante, la comunidad científica encara con sano escepticismo, habida cuenta del historial previo de anuncios en este sector.
La nueva pila de materiales: del aluminio al plomo
Buena parte de las mejoras de Majorana 2 se atribuyen a cambios profundos en la pila de materiales del chip. Según Chetan Nayak, director técnico y vicepresidente corporativo de hardware cuántico en Microsoft, el equipo de Microsoft Quantum ha rediseñado los componentes básicos de Majorana 1 con el objetivo de crear una fase topológica más estable y mejor protegida frente a perturbaciones.
El cambio más llamativo es la sustitución del aluminio como superconductor por plomo. El plomo tiene propiedades superconductoras distintas, como una temperatura crítica y una brecha de energía diferentes, que pueden traducirse en una protección más robusta del estado cuántico frente a ciertas fuentes de ruido y excitaciones indeseadas. Esta elección no es trivial, porque afecta a todo el proceso de fabricación y compatibilidad con el resto de capas del chip.
Junto a esa modificación, Microsoft ha actualizado la región semiconductora activa, pasando a utilizar una combinación de arseniuro de indio (InAs) y arseniuro-antimoniuro de indio. Esta heteroestructura permite ajustar con mucha precisión las propiedades electrónicas del sistema, como el acoplamiento espín-órbita y la densidad de portadores, factores clave para que emerjan modos de Majorana bien definidos en los extremos de los nanohilos.
De acuerdo con los datos que ha hecho públicos la compañía, esta nueva pila de materiales no solo ha mejorado la estabilidad intrínseca de los cúbits, sino que también ayuda a blindarlos frente a perturbaciones cósmicas, como partículas de alta energía que pueden atravesar los dispositivos y provocar errores. En el contexto de un ordenador cuántico de gran escala, la capacidad de amortiguar este tipo de eventos raros pero devastadores es crucial.
En palabras de Nayak, el impacto de Majorana 2 en la hoja de ruta de Microsoft ha sido tal que les ha permitido acelerar su plan hacia un ordenador cuántico escalable y práctico, de ahí la decisión de fijar la meta de 2029. De nuevo, se trata de una declaración de intenciones que muchos laboratorios y empresas del sector observan con interés, pero también con la exigencia de ver datos revisados y reproducibles.
El papel de la IA agéntica: Microsoft Discovery
Un aspecto diferencial del desarrollo de Majorana 2 es el protagonismo que Microsoft otorga a su plataforma de inteligencia artificial agéntica, llamada Microsoft Discovery y vinculada a su plataforma de dispositivos con agentes de IA. Esta herramienta no es simplemente un modelo de IA genérico, sino un conjunto de agentes especializados en tareas de investigación y desarrollo científico que trabajan coordinadamente con los equipos humanos.
Durante la creación de Majorana 2, estos agentes de IA se encargaron de automatizar mediciones tridimensionales extremadamente complejas del chip, necesarias para caracterizar con precisión el comportamiento cuántico y verificar la presencia de la fase topológica deseada. También optimizaron flujos de fabricación, ajustando parámetros de proceso que de otro modo habrían requerido infinidad de iteraciones manuales.
Además, Microsoft Discovery analizó grandes volúmenes de datos históricos y literatura científica acumulada durante décadas, buscando combinaciones de materiales y configuraciones de dispositivos que maximizasen la estabilidad y minimizasen la tasa de errores. Este tipo de análisis de espacio de diseño, casi inabarcable para equipos humanos en solitario, se convierte en una aplicación muy clara de la IA al descubrimiento de nuevos materiales y arquitecturas.
Coincidiendo con el anuncio de Majorana 2, la compañía ha puesto Microsoft Discovery a disposición general para que laboratorios e instituciones de todo el mundo puedan emplearla en sus propios proyectos de investigación. La idea es que la misma tecnología que ha ayudado a acelerar el desarrollo de este chip cuántico pueda servir de catalizador en campos como la química, la física de materiales o la ingeniería avanzada.
En este sentido, Majorana 2 no solo es un hito en computación cuántica, sino también un escaparate de cómo la IA aplicada a la ciencia puede acortar drásticamente el tiempo entre la teoría y el experimento, facilitando la exploración de espacios de diseño que, de otra forma, quedarían prácticamente fuera de alcance.
Impacto potencial: de la sostenibilidad a la salud
Microsoft enmarca el desarrollo de Majorana 2 dentro de una visión más amplia en la que la computación cuántica escalable, combinada con la inteligencia artificial, se convierte en un motor de innovación en múltiples sectores críticos. El objetivo es abordar problemas que hoy en día son inabordables incluso con los superordenadores clásicos más potentes.
Entre los campos señalados por la compañía se encuentra el diseño de nuevos materiales energéticos que ayuden en la transición hacia fuentes sostenibles, la optimización avanzada de cadenas de suministro alimentario para reducir desperdicios y mejorar la resiliencia, y la creación acelerada de fármacos gracias a simulaciones cuánticas precisas de moléculas complejas.
La promesa es que un ordenador cuántico tolerante a errores permita ejecutar algoritmos capaces de explorar espacios de soluciones gigantescos, donde la combinatoria hace inviable cualquier enfoque clásico. En estos escenarios, la sinergia entre IA y computación cuántica podría acelerar de forma espectacular la innovación científica y tecnológica.
Ahora bien, también hay que subrayar que todo este potencial depende de que se cumplan varias condiciones: que las cifras de estabilidad y fidelidad anunciadas para Majorana 2 se mantengan cuando se escale a dispositivos mayores, que los sistemas de corrección de errores funcionen de forma eficiente y que realmente se pueda integrar un número suficiente de cúbits para ejecutar algoritmos útiles a gran escala.
A día de hoy, la comunidad cuántica internacional observa estos anuncios con una mezcla de ilusión y prudencia. Nadie cuestiona que Majorana 2 representa un avance muy notable si los datos son tal como se presentan, pero la experiencia con otros hitos anunciados en el pasado invita a exigir transparencia, publicaciones revisadas por pares y reproducciones independientes antes de dar por sentadas las afirmaciones más ambiciosas.
En conjunto, Microsoft Majorana 2 se sitúa en la intersección de varias tendencias clave: la búsqueda de cúbits topológicos robustos, el uso de IA agéntica como herramienta central para la I+D y la carrera global por construir el primer ordenador cuántico verdaderamente funcional y escalable. Mientras la física de Majorana sigue siendo objeto de intenso estudio y debate, este chip marca una nueva etapa en la apuesta de Redmond por una computación cuántica menos frágil y mucho más práctica, con la vista puesta en un futuro en el que lo cuántico y la inteligencia artificial trabajen codo con codo para resolver algunos de los mayores desafíos de nuestro tiempo.
