Computadoras cuánticas del futuro: ¡desarrollos revolucionarios a la vista!

Computadoras cuánticas del futuro: ¡desarrollos revolucionarios a la vista!

El 24 de junio de 2025 tuvo lugar en la Universidad Técnica de Ilmenau un importante taller que abordó el tema de la microelectrónica superconductora. El taller, dirigido por el Prof. Hannes Töpfer, decano de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Tecnología de la Información, discutió sensores superconductores, circuitos, enfoques de diseño, así como los desafíos y requisitos de la computación cuántica digital y los circuitos neuromórficos. Su objetivo era combinar esfuerzos de investigación internacionales y crear un ecosistema desde la investigación básica hasta la fabricación de chips.

Este evento destacó la inmensa importancia de las tecnologías superconductoras para la eficiencia energética y la potencia informática del futuro. Los principales expertos, entre ellos Nobuyuki Yoshikawa de la Universidad Nacional de Yokohama, Scott Holmes, que participa en la Hoja de Ruta Internacional para Dispositivos y Sistemas (IRDS), y Jie Ren del Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghai, discutieron la relevancia de estas tecnologías para las tecnologías de la información sostenibles. El taller se abrió con una charla de Oleg Mukhanov, un pionero de los circuitos superconductores que proporcionó la primera evidencia experimental de circuitos digitales superconductores en 1987.

Centrarse en la computación cuántica

Un tema central del taller fue el desarrollo de ordenadores cuánticos basados ​​en superconductores. Esta área está adquiriendo cada vez más importancia, principalmente debido al proyecto AbiertoSuperQplus100 queda aclarado. Se trata de una iniciativa para desarrollar sistemas y tecnologías para ordenadores cuánticos basados ​​en elementos superconductores. El proyecto forma parte de la agenda estratégica de investigación de la UE para la tecnología cuántica y tiene como objetivo proporcionar demostradores integrados con fines de investigación y aplicación.

Un aspecto importante de este proyecto es la producción de al menos 100 qubits de alta calidad en uno de los demostradores. Esto incluye el desarrollo de una plataforma de diseño y fabricación de chips cuánticos de alta calidad y su integración en módulos multichip. La contribución de Fraunhofer EMFT es crucial, especialmente a través de nuevos procesos para producir chips qubit. El objetivo es producir chips a escala industrial y definir los procesos de fabricación de obleas de 200 mm en instalaciones de sala blanca.

El papel del software cuántico

Otro aspecto importante es la investigación en el campo del software cuántico. Jeanette Lorenz y su equipo están trabajando para adaptar algoritmos a los defectos de hardware de los qubits. El proyecto QUAST tiene como objetivo hacer que la computación cuántica sea accesible para las empresas y centrarse en problemas de optimización industrial. Un desafío clave para Lorenz y sus colegas es seleccionar el algoritmo correcto para el hardware respectivo y, al mismo tiempo, hacer que los problemas industriales se puedan implementar en computadoras cuánticas.

La pila de software que desarrollaron permite una estructura en capas de todos los componentes para el desarrollo y funcionamiento de computadoras cuánticas. Un hardware diferente tiene ventajas y desventajas específicas para diferentes aplicaciones. Las trampas de iones son más lentas, pero ofrecen mayor precisión y son particularmente adecuadas para simulaciones moleculares.

En resumen, las tecnologías basadas en la microelectrónica superconductora y la computación cuántica encierran un enorme potencial para el futuro. Los avances en ambas áreas podrían permitir avances significativos en eficiencia energética y potencia informática tanto en la investigación como en la industria.