Tres tecnologías desarrolladas por el Laboratorio Lincoln del MIT se encuentran entre los ganadores de los premios R&D 100 de 2026. Los premios reconocen las 100 innovaciones más importantes que se han puesto en uso o han estado disponibles para licencia durante el último año.
R&D World, una publicación en línea, gestiona el programa de premios, que se celebra anualmente desde 1963. La competencia mundial es juzgada por un panel independiente de expertos en ciencia y tecnología y profesionales de la industria.
Los ganadores del laboratorio superan los obstáculos para mejorar la seguridad y la capacidad de los sistemas. Una tecnología es un sistema operativo diseñado para proteger las computadoras integradas de los ataques cibernéticos. Otra tecnología es una plataforma para integrar chips superconductores y semiconductores en un sistema a escala de oblea para computación cuántica o de alto rendimiento. El ganador final es un algoritmo que elimina la interferencia que sufren las estaciones base 5G en los dispositivos de radiofrecuencia (RF) cocanal.
“Estas tecnologías premiadas abordan problemas críticos en ciberseguridad, computación cuántica y comunicaciones. Estamos orgullosos de nuestro dedicado personal que desarrolló y transformó estas tecnologías para beneficio de la nación”, dice Melissa Choi, directora del Laboratorio Lincoln.
Desde 2010, el Laboratorio Lincoln ha recibido 111 premios R&D 100 que reconocen la transferencia de sus tecnologías no clasificadas a la industria y el gobierno. Cada año también se producen muchas transiciones tecnológicas para proyectos clasificados. Esta transferencia de tecnología es fundamental para el papel del laboratorio como centro de investigación y desarrollo financiado con fondos federales del Departamento de Guerra (DoW).
Sistema operativo seguro por diseño
Las computadoras integradas en los sistemas implementados (como satélites, drones o radares) mantienen las misiones intactas y a las personas seguras. Sin embargo, los sistemas operativos (SO) dentro de estas computadoras integradas son los objetivos principales de los ciberataques. Son grandes, complejos y se basan en décadas de diseños heredados anteriores a las amenazas cibernéticas modernas. Cada vez más, la inteligencia artificial ayuda a los adversarios a explotar las vulnerabilidades del sistema operativo.
Para proteger los sistemas integrados, el Laboratorio Lincoln desarrolló un sistema operativo inherentemente más seguro llamado Magnetite. “Si Windows y Linux son los caballos de batalla familiares de la informática de propósito general, Magnetite está diseñado para las diferentes realidades de los sistemas integrados, para los cuales el rendimiento en tiempo real es importante, los recursos son escasos y las fallas del sistema tienen consecuencias físicas”, dice Juliana Furgala, investigadora principal del Grupo de Tecnología y Sistemas Seguros y Resilientes.
Algunos componentes garantizan la seguridad de Magnetite. Está construido sobre seL4, un micronúcleo verificado formalmente (es decir, núcleo de software). La verificación formal significa que las pruebas matemáticas han garantizado que el código del microkernel se comporta exactamente como se esperaba, eliminando una fuente de fallas de seguridad. Además de esta base, los servicios del sistema operativo de Magnetite (como redes, almacenamiento y comunicación) están escritos en Rust. Este lenguaje de programación previene errores comunes de corrupción de memoria que los piratas informáticos suelen aprovechar. Finalmente, Magnetite configura sus servicios como procesos aislados bajo el principio de “privilegio mínimo”. Esta configuración evita que diferentes partes de un sistema integrado accedan a datos innecesarios. Si un ciberataque compromete un servicio, ese componente puede bloquearse mientras las funciones críticas del sistema continúan ejecutándose.
Magnetite, gratuito para uso gubernamental y socios aprobados, ahora se está integrando en plataformas espaciales y de vuelo para el DoW. De cara al futuro, el equipo ve potencial para extender la plataforma a otros dominios integrados, como los sistemas de control para infraestructura crítica. Debido a que Magnetite ofrece una base común y reutilizable para desarrollar capacidades de misión especializadas, el equipo también está colaborando con otros grupos técnicos en todo el laboratorio para ofrecer Magnetite como una alternativa a los costosos sistemas operativos propietarios que se utilizan actualmente.
Además de ganar un premio R&D 100, Magnetite fue seleccionada como la Mejor Invención de 2025 del Laboratorio Lincoln del MIT.
Plataforma a escala de oblea para sistemas cuánticos
Los sistemas informáticos modernos están cada vez más limitados no por el rendimiento de los transistores, sino por los cuellos de botella de interconexión. Las vías eléctricas que unen chips densamente empaquetados están ocupando espacio, ralentizando la transferencia de datos y generando calor. El problema es especialmente pronunciado en los sistemas cuánticos, que requieren voluminosos cables coaxiales para unir chips superconductores (que deben enfriarse criogénicamente para lograr una resistencia eléctrica cero) con componentes electrónicos de control de temperatura ambiente.
La plataforma Quantum Microsystems aborda este desafío de interconexión, integrando cientos de chips superconductores y semiconductores en un único sistema a escala de oblea. La plataforma combina varias innovaciones. En primer lugar, un enfoque de árbol de decisiones de IA determina la forma óptima de enrutar las conexiones entre chips a través de una oblea. Después de que se prueba la oblea para detectar defectos, un proceso de litografía digital “dibuja” capas de cableado personalizadas entre las ubicaciones de los chips y alrededor de los componentes defectuosos del circuito para permitir el mayor rendimiento posible de la oblea. Luego, los chips se conectan mediante microbump (pequeños “protuberancias” de material conductor que se utilizan para conectar chips apilados) o técnicas sin golpes que los colocan extremadamente juntos; un tejido superconductor extiende estas conexiones a través de la oblea para crear una plataforma informática unificada, que transporta señales a una velocidad cercana a la de la luz. Los cables coaxiales se reemplazan con interconexiones flexibles integradas, definidas litográficamente, lo que reduce significativamente la sobrecarga del cableado criogénico y la complejidad del sistema.
La plataforma Quantum Microsystems está diseñada para ser reelaborable, de modo que los chiplets se puedan reemplazar o actualizar sin reconstruir todo el sistema. La plataforma permite el diseño y la fabricación de sistemas que van desde arquitecturas de retículas individuales y cosidas hasta configuraciones de múltiples retículas que combinan y combinan y plataformas a escala de oblea totalmente integradas. El motor de IA de la plataforma se adapta continuamente a las variaciones de procesos y cambios de diseño para permitir una fabricación de microsistemas eficiente y basada en datos.
“Al pasar del escalado a nivel de chip a la integración a nivel de sistema optimizada para IA, la plataforma establece un nuevo paradigma para construir una infraestructura informática ultraeficiente a gran escala para aplicaciones en computación cuántica, IA y computación de alto rendimiento”, afirma Rabindra Das, investigador principal del Quantum-Enabled Computation Group. La tecnología está diseñada para la transición a fundiciones gubernamentales y comerciales y puede estar disponible para licencia y desarrollo colaborativo a través del proceso de transferencia de tecnología del Laboratorio Lincoln.
Algoritmo para cancelar interferencias 5G
A medida que las redes celulares 5G se han expandido, también lo ha hecho una fuente involuntaria de interferencia. En determinados entornos, las potentes señales emitidas desde las estaciones base 5G pueden invadir las bandas de frecuencia utilizadas por antenas de RF cercanas que no son 5G, enterrando señales de sistemas como radares militares, altímetros de aviones, estaciones terrestres de satélite o radiotelescopios.
Para cancelar esta interferencia, los investigadores del Laboratorio Lincoln desarrollaron un algoritmo que aísla y elimina la señal 5G de la señal de la antena afectada. Debido a que las redes 5G se adhieren a un estándar internacional publicado, el cancelador puede decodificar la estructura de la transmisión de una estación base cercana (y estimar la distorsión causada por la dispersión multitrayectoria en el entorno) lo suficientemente bien como para reconstruir una copia de la señal de interferencia. Luego, esa copia reconstruida se resta de los datos entrantes, dejando una señal limpia.
A diferencia de los enfoques tradicionales de cancelación de interferencias, como la formación de haces, la técnica no depende de la separación espacial de las señales de interferencia y deseadas. Además, debido a que elimina la interferencia en cada canal de antena individual del receptor, preserva los recursos de antena que pueden ser necesarios para manejar otros tipos de interferencia, como las interferencias.
El equipo validó el algoritmo utilizando señales capturadas por aire desde una estación base Nokia 5G en la Base de la Fuerza Aérea Hill. Las pruebas recuperaron una señal de radar de prueba enterrada por la interferencia celular. La señal se restauró a dos decibeles de su relación señal-ruido original, lo que se traduce en una preservación del 89 por ciento del rango de detección libre de interferencias del radar.
“Si bien las formas de onda 5G exhiben una estructura compleja, su generación se rige por estándares globales que permiten que nuestra metodología de cancelación se generalice en cabezales de radio de estaciones base fabricados por un conjunto diverso de proveedores”, dice Binoy Kurien, investigador principal del Grupo de Comunicaciones de Borde Táctico.
El DoW ahora está evaluando el uso de la tecnología en múltiples plataformas. Dado que se espera que la estructura central de la forma de onda 5G se transmita a las generaciones celulares futuras, este enfoque también puede extenderse a la interferencia de las redes 6G a medida que surjan.