Un equipo de investigadores de la Universidad del Sur de California (USC) ha anunciado un descubrimiento que podría ser fundamental para el desarrollo de computadoras cuánticas universales. Han identificado una nueva partícula, denominada "neglecton", que, según sus hallazgos, podría resolver las limitaciones actuales de estas máquinas, las cuales prometen revolucionar campos como la medicina y la criptografía.
Las computadoras cuánticas actuales enfrentan un obstáculo significativo debido a la fragilidad de los qubits, las unidades básicas de información cuántica. Estos qubits son muy sensibles a las perturbaciones del entorno, lo que genera errores que dificultan los cálculos. Una estrategia para mitigar este problema es la computación cuántica topológica, que utiliza partículas exóticas como los fermiones de Majorana para codificar información de manera más robusta contra el ruido. Sin embargo, los fermiones de Majorana, por sí solos, solo permiten un conjunto limitado de operaciones lógicas, conocidas como puertas de Clifford, lo que impide la creación de una computadora cuántica verdaderamente universal.
El equipo de la USC, liderado por el profesor Aaron Lauda, exploró marcos matemáticos menos convencionales, específicamente las teorías cuánticas de campos topológicos (TQFT) no semisimple. Dentro de este marco, descubrieron componentes que habían sido previamente descartados por tener un "rastro cuántico cero". Estas partículas, bautizadas como "neglectons", resultan ser cruciales. La adición de un solo neglecton al sistema de fermiones de Majorana permite la realización del conjunto completo de operaciones lógicas necesarias para una computadora cuántica universal. El neglecton permanece estacionario, actuando como un ancla mientras los fermiones de Majorana se trenzan a su alrededor, desbloqueando así la universalidad computacional.
"Es como encontrar un tesoro en lo que todos los demás consideraban basura matemática", comentó el profesor Lauda, destacando la transformación de elementos pasados por alto en componentes esenciales. El equipo también superó un desafío teórico relacionado con la unitaridad, una propiedad fundamental en la mecánica cuántica. Mediante un ingenioso diseño de codificación cuántica, lograron aislar las "irregularidades" matemáticas introducidas por los neglectons, asegurando que las operaciones computacionales se realizaran en áreas "estructuralmente sólidas".
Este avance abre nuevas perspectivas para el desarrollo de computadoras cuánticas más estables y eficientes. Paralelamente, en febrero de 2025, científicos suecos demostraron la transmisión de información mediante ondas magnéticas en redes complejas, creando sistemas computacionales de bajo consumo capaces de resolver problemas de optimización. La integración de los neglectons en la computación cuántica representa un paso monumental hacia la realización de máquinas cuánticas universales, capaces de acelerar drásticamente la solución de los desafíos computacionales más complejos de nuestro tiempo.