El fermión de Majorana ha sido una partícula esquiva durante décadas. El físico italiano Ettore Majorana pronosticó teóricamente su existencia en 1937, y desde entonces muchos investigadores se han obsesionado con ella porque tiene una característica que la hace única: es a la vez una partícula y su propia antipartícula.
Cuando una partícula entra en contacto con su antipartícula ambas se destruyen en un proceso que provoca la liberación de una gran cantidad de energía. Esto podría pasarles, por ejemplo, a un electrón y un positrón, que es la antipartícula del electrón. Sin embargo, y esto es lo realmente sorprendente, la partícula de Majorana juega en otra liga.
Un caramelo para la computación cuántica
Durante las últimas décadas los físicos de partículas han conseguido conocer mejor las peculiaridades de las partículas de Majorana. De hecho, han visto la luz varios artículos científicos, como el que publicó en la revista Science un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton en 2019, que proponen métodos ingeniosos para caracterizar, manipular y preservar estas partículas.
Lo que las hace muy atractivas para la computación cuántica es que, cuando aparecen, en teoría lo hacen por pares y tienen una estabilidad razonablemente alta, algo que no abunda en el mundo de las partículas sometido a las leyes de la mecánica cuántica.
Los físicos no tardaron en darse cuenta de que el vínculo que existe entre cada par de partículas de Majorana podría aprovecharse para almacenar información cuántica en dos lugares diferentes.
Esta duplicidad, unida a la relativa estabilidad de estas partículas, sugiere que podrían estar involucradas en la fabricación de cúbits más estables y menos propensos a las perturbaciones externas que los cúbits utilizados en los ordenadores cuánticos actuales.
Para conseguir que los cúbits sean más estables es necesario combatir la decoherencia cuántica, un fenómeno que se produce cuando desaparecen las condiciones necesarias para que un sistema que se encuentra en un estado cuántico entrelazado se mantenga.
Poner a punto cúbits de más calidad es uno de los grandes retos que la computación cuántica tiene por delante, y algunos físicos defienden que estas partículas son el ingrediente que necesitamos para conseguirlos.
El grupo de investigadores liderado por el físico holandés Leo Kouwenhoven, del centro de investigación QuTech (Países Bajos), que está cofinanciado por Microsoft, publicó en marzo de 2018 un artículo en la prestigiosa revista científica Nature en el que describía varios experimentos que, según ellos, les habían permitido identificar los tan esquivos hasta ese momento fermiones de Majorana. La noticia tuvo una repercusión enorme y presagiaba buenos tiempos para la computación cuántica.
El último artículo científico es desalentador
Poco después de la publicación del artículo algunos científicos que también investigaban en el ámbito de la computación cuántica mostraron tener dudas razonables acerca de lo que aseguraba el grupo dirigido por Kouwenhoven. Uno de ellos era el físico Sergey Frolov, de la Universidad de Pittsburgh, al que le parecía que en el artículo faltaban datos relevantes que arrojaban cierta inconsistencia sobre el trabajo de Kouwenhoven.
A partir de ese momento la sombra de la duda se cernió sobre el trabajo del físico holandés y sobre la estrategia que debería permitir a Microsoft conseguir cúbits de más calidad para su futuro ordenador cuántico. Y los peores pronósticos se han confirmado hace solo unos días. Un nuevo artículo publicado por el grupo de Kouwenhoven a finales del pasado mes de enero echa por tierra lo que ellos mismos anunciaron en 2018.
En esta reciente publicación estos investigadores exponen más datos acerca de las condiciones en las que llevaron a cabo los experimentos que describieron en su artículo original, y concluyen que las evidencias por las que creyeron haber identificado estos fermiones eran erróneas. El artículo que publicaron originalmente en Nature va a ser enmendado.
Es una lástima que al final esta investigación no haya salido bien, pero esto no merma el potencial interés que parece tener la aplicación de la partícula de Majorana en la computación cuántica. Le seguiremos la pista y os contaremos más cuando tengamos nueva información.
Más información | Universidad Cornell
Ver 11 comentarios