Tres tecnologías desarrolladas en el MIT Lincoln Laboratory se encuentran entre las ganadoras de los premios R&D 100 de 2026, que cada año reconocen las 100 innovaciones más significativas que han pasado al uso práctico o se han ofrecido para licencia durante el año anterior. El programa se celebra anualmente desde 1963 y lo gestiona R&D World, una publicación en línea; el concurso mundial lo evalúa un panel independiente de expertos en ciencia y tecnología junto con profesionales de la industria.

Los proyectos ganadores del laboratorio abordan obstáculos para hacer que los sistemas sean más seguros y capaces. Uno es un sistema operativo diseñado para proteger computadoras embebidas de ciberataques. Otro es una plataforma que integra chips superconductores y semiconductores en un sistema a escala de oblea destinado a la computación cuántica o de alto rendimiento. El tercero es un algoritmo que elimina la interferencia que las estaciones base de 5G generan sobre los dispositivos de radiofrecuencia que operan en el mismo canal.

"Estas tecnologías premiadas abordan problemas críticos en ciberseguridad, computación cuántica y comunicaciones. Estamos orgullosos de nuestro dedicado personal, que desarrolló y transfirió estas tecnologías para beneficio de la nación", afirmó Melissa Choi, directora del Lincoln Laboratory.

Desde 2010, el Lincoln Laboratory ha acumulado 111 premios R&D 100 por la transferencia de sus tecnologías no clasificadas a la industria y al gobierno, y cada año se producen muchas transferencias adicionales en proyectos clasificados. Esa transferencia de tecnología es central en el rol del laboratorio como centro de investigación y desarrollo financiado federalmente para el Departamento de Guerra (DoW).

Sistema operativo seguro por diseño

Las computadoras embebidas en sistemas desplegados, como satélites, drones y radares, mantienen las misiones en funcionamiento y a las personas a salvo, pero los sistemas operativos que las ejecutan son objetivos prioritarios de los ciberataques. Estos sistemas son grandes, complejos y se basan en décadas de diseños heredados anteriores a las amenazas cibernéticas modernas, y la inteligencia artificial está ayudando cada vez más a los adversarios a explotar sus vulnerabilidades.

Para proteger los sistemas embebidos, el Lincoln Laboratory creó Magnetite, un sistema operativo diseñado para ser inherentemente más seguro. "Si Windows y Linux son los caballos de batalla conocidos de la computación de propósito general, Magnetite está construido para las realidades diferentes de los sistemas embebidos, en los que importa el rendimiento en tiempo real, los recursos son escasos y el fallo del sistema tiene consecuencias físicas", señaló Juliana Furgala, investigadora principal del Secure Resilient Systems and Technology Group.

Varios componentes sustentan la seguridad de Magnetite. Se apoya en seL4, un micronúcleo formalmente verificado, lo que significa que demostraciones matemáticas han garantizado que el código del micronúcleo se comporta exactamente como se pretendía, eliminando así una fuente de fallos de seguridad. Sobre esa base, los servicios del sistema operativo de Magnetite, incluidos los de redes, almacenamiento y comunicación, están escritos en Rust, un lenguaje de programación que evita los errores comunes de corrupción de memoria que los atacantes explotan con frecuencia. Por último, los servicios se configuran como procesos aislados bajo el principio de mínimo privilegio, de modo que las distintas partes de un sistema embebido no pueden acceder a datos que no necesitan; si un servicio resulta comprometido, puede aislarse mientras las funciones críticas del sistema siguen funcionando.

Magnetite es gratuito para uso gubernamental y socios aprobados, y actualmente se está integrando en plataformas espaciales y de vuelo para el DoW. El equipo ve potencial para extenderlo a otros ámbitos embebidos, como los sistemas de control de infraestructura crítica y, dado que ofrece una base común y reutilizable para construir capacidades de misión especializadas, también colabora con otros grupos técnicos del laboratorio para ofrecer Magnetite como alternativa a los costosos sistemas operativos propietarios que se usan en la actualidad. Además del premio R&D 100, Magnetite fue seleccionado como la Mejor Invención de 2025 del MIT Lincoln Laboratory.

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 enlazan chips densamente empaquetados ocupan espacio, ralentizan la transferencia de datos y generan calor. El problema es especialmente grave en los sistemas cuánticos, que dependen de voluminosos cables coaxiales para conectar los chips superconductores, que deben enfriarse criogénicamente para alcanzar resistencia eléctrica cero, con la electrónica de control a 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 mediante varias innovaciones combinadas. En primer lugar, un enfoque de árboles de decisión de IA determina la forma óptima de enrutar las conexiones entre los chips a lo largo de una oblea. Después de comprobar la oblea en busca de defectos, un proceso de litografía digital dibuja capas de cableado personalizadas entre las ubicaciones de los chips y alrededor de los componentes de circuito defectuosos para obtener el mayor rendimiento posible de la oblea. A continuación, los chips se conectan mediante técnicas de microbump, pequeñas protuberancias de material conductor que unen chips apilados, o técnicas sin bumps que los colocan extremadamente cerca entre sí, mientras que un tejido superconductor extiende esas conexiones por toda la oblea para formar una plataforma de computación unificada que transporta señales a velocidad cercana a la de la luz. Interconexiones flexibles integradas y definidas litográficamente sustituyen a los cables coaxiales, lo que reduce sustancialmente la sobrecarga de cableado criogénico y la complejidad del sistema.

La plataforma está diseñada para ser retrabajable, de modo que los chiplets pueden sustituirse o actualizarse sin reconstruir todo el sistema, y admite diseños que van desde arquitecturas individuales y de retículas unidas hasta configuraciones multirretícula combinables y plataformas totalmente integradas a escala de oblea. Su motor de IA se adapta continuamente a las variaciones del proceso y a los 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 con IA, la plataforma establece un nuevo paradigma para construir infraestructura de computación ultraeficiente y a gran escala para aplicaciones en computación cuántica, IA y computación de alto rendimiento", afirmó Rabindra Das, investigador principal del Quantum-Enabled Computation Group. La tecnología está diseñada para su transferencia a fundiciones gubernamentales y comerciales, y puede estar disponible para licencia y desarrollo colaborativo a través del proceso de transferencia de tecnología del Lincoln Laboratory.

Algoritmo para cancelar la interferencia de 5G

A medida que las redes celulares 5G se han expandido, han introducido una fuente no intencionada de interferencia: en ciertos entornos, las potentes señales de las estaciones base de 5G pueden invadir las bandas de frecuencia utilizadas por antenas de RF cercanas ajenas a 5G, enterrando las señales de sistemas como radares militares, altímetros de aviones, estaciones terrestres de satélites y radiotelescopios.

Investigadores del Lincoln Laboratory desarrollaron un algoritmo que aísla y elimina la señal 5G de la señal de la antena afectada. Dado que las redes 5G se rigen por 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 multitrayecto en el entorno con suficiente precisión como para reconstruir una copia de la señal interferente. Esa copia reconstruida se sustrae luego de los datos entrantes, dejando una señal limpia.

A diferencia de los enfoques tradicionales de cancelación de interferencia, como la formación de haces, la técnica no requiere separación espacial entre las señales interferentes y las deseadas. Además, como elimina la interferencia en cada canal de antena individual del receptor, preserva los recursos de antena que pueden ser necesarios para contrarrestar otros tipos de interferencia, como el bloqueo intencional.

El equipo validó el algoritmo con señales capturadas por aire desde una estación base Nokia 5G en la Base de la Fuerza Aérea de Hill. Las pruebas recuperaron una señal de radar de prueba enterrada bajo la interferencia celular, restaurándola hasta dos decibelios de su relación señal-ruido original, lo que equivale a una preservación del 89 por ciento del alcance de detección del radar sin interferencias.

"Aunque las formas de onda de 5G presentan una estructura compleja, su generación se rige por estándares globales que permiten que nuestra metodología de cancelación se generalice a cabezales de radio de estaciones base fabricados por un conjunto diverso de proveedores", indicó Binoy Kurien, investigador principal del Tactical Edge Communications Group.

El DoW está evaluando actualmente la tecnología para su uso en múltiples plataformas. Dado que se espera que la estructura central de la forma de onda de 5G se mantenga en las futuras generaciones celulares, el enfoque también podría extenderse a la interferencia de las redes 6G a medida que surjan.