Parece raro, pero la ciencia lo avala: así es el microchip creado por un ingeniero de Vigo que funciona a -268º

Vigo vuelve a situarse en el mapa de la innovación tecnológica. Mientras la ciudad espera el inicio de las obras de la futura fábrica de microchips Sparc, con una inversión prevista de 8,16 millones de euros, el ingeniero David Cerviño Fungueiriño (Vigo, 1997) ha desarrollado el primer microchip capaz de funcionar de manera estable a −268 grados centígrados, una temperatura situada al borde del cero absoluto.

Este límite térmico, equivalente a cinco grados Kelvin, es una de las grandes barreras técnicas que deben superar los ordenadores cuánticos para convertirse en una tecnología escalable, viable y accesible. El logro del ingeniero vigués, formado en la Universidad de Vigo y en la Universitat de Barcelona, supone un avance clave en la carrera internacional por hacer realidad la computación cuántica útil.

El primer microchip capaz de funcionar al borde del cero absoluto

El cero absoluto, fijado en los cero grados Kelvin (−273,15 ºC), representa la temperatura mínima teórica posible. A partir de ese punto, las partículas dejan de moverse y la energía térmica se reduce al mínimo. Los cúbits, la unidad básica de información de los ordenadores cuánticos, deben operar en este entorno extremo, ya que sólo las temperaturas extremadamente bajas les permiten mantener sus propiedades cuánticas sin degradarse.

Hasta ahora, mantener ese entorno térmico requería sistemas de refrigeración muy complejos, conocidos como refrigeradores de dilución, cuyo precio ronda actualmente el millón de euros por unidad. Además, cada uno de estos sistemas sólo puede atender a un número limitado de cúbits, lo que hace inviable escalar la tecnología a los miles o decenas de miles necesarios para aplicaciones reales.

«El problema no es sólo que sea caro tener un refrigerador por cada conjunto de cúbits», explica Cerviño. «Es que directamente es imposible desde el punto de vista físico, energético y logístico», según recoge El Faro de Vigo.

El microchip desarrollado por el ingeniero vigués ha sido bautizado como «Fresquiño sensor», un guiño a sus raíces gallegas. Se trata de un microchip capaz de medir y operar a −268 grados centígrados con un margen de error de 0,78 grados.

Según Cerviño, el objetivo es que tecnologías como ésta permitan pasar de refrigeradores valorados en más de un millón de euros a soluciones con precios competitivos. «El «fresquiño» no sustituye al refrigerador, pero lo hace mucho más eficiente», señala. «Permite medir y controlar la temperatura justo donde importa, sin necesidad de sobredimensionar todo el sistema».

Qué es y para qué sirve la computación cuántica

La computación cuántica representa un cambio radical respecto a la informática clásica. Mientras los ordenadores actuales trabajan con bits que solo pueden valer cero o uno, los ordenadores cuánticos utilizan cúbits, que pueden estar en múltiples estados simultáneamente gracias a fenómenos como la superposición y el entrelazamiento cuántico. Sin embargo, también plantea riesgos. «Un ordenador cuántico suficientemente avanzado podría romper los sistemas de cifrado actuales», advierte Cerviño.

España y Galicia en la carrera cuántica

A pesar del creciente interés, España todavía está dando sus primeros pasos en este campo. Actualmente existen menos de diez ordenadores cuánticos en todo el país, y el único operativo en Galicia se encuentra en el CESGA (Centro de Supercomputación de Galicia), en Santiago de Compostela, desde 2023. Este equipo cuenta con apenas 32 cúbits, una cifra muy alejada de las necesidades reales de la industria.

«El salto no está solo en tener más cúbits», subraya el ingeniero vigués. «También es fundamental mejorar su calidad y reducir los errores. Para eso hacen falta tecnologías auxiliares como la nuestra».

El proyecto del «Fresquiño sensor» nació en septiembre de 2021 como parte del Trabajo de Fin de Máster de Cerviño, mientras estudiaba en la ciudad neerlandesa de Delfta. Un año después, el chip fue enviado a Taiwán, uno de los centros mundiales de fabricación de semiconductores, para su producción.

Durante meses, el ingeniero realizó pruebas y ajustes hasta julio, momento en el que el proyecto quedó en pausa. No sería hasta el verano siguiente cuando pudo retomarlo, perfeccionar los resultados y preparar el artículo científico definitivo. El texto fue enviado en agosto a IEEE Solid-State Circuits Letters, una de las revistas más prestigiosas del mundo en el ámbito de los circuitos integrados. La respuesta llegó en una fecha muy especial. «El 24 de diciembre recibí el correo de aceptación», recuerda Cerviño. «Fue, sin duda, el mejor regalo de Navidad que podía recibir».

El microchip funciona utilizando helio líquido y un sistema de vacío, tecnologías habituales en entornos criogénicos, pero aplicadas de una manera novedosa y más eficiente. El siguiente objetivo es acercarse aún más al límite teórico de −273 grados, la temperatura óptima para la mayoría de arquitecturas cuánticas.

«Ahora mismo, los ordenadores cuánticos sólo superan a los clásicos en tareas diseñadas específicamente para ellos», señala Cerviño. «El verdadero cambio de paradigma llegará cuando sean útiles para resolver problemas reales. Cuando esto sea una realidad”, concluye, “no será solo un avance tecnológico. Será una nueva forma de entender cómo resolvemos los problemas más complejos».