A Microsoft revelou o **Majorana 1**, um chip quântico que promete revolucionar a computação quântica em escala. Este chip apresenta uma nova arquitetura de núcleo topológico, com o objetivo de resolver desafios complexos em escala industrial de maneira mais rápida. O Majorana 1 utiliza um topocondutor inovador, capaz de controlar partículas de Majorana, resultando em qubits mais confiáveis e escaláveis.
A criação do Majorana 1 representa um avanço comparável à invenção dos semicondutores, abrindo portas para sistemas quânticos capazes de lidar com problemas complexos. Segundo a Microsoft, a nova arquitetura do processador Majorana 1 facilita a integração de milhões de qubits em um único chip. Essa capacidade é essencial para que os computadores quânticos possam oferecer soluções transformadoras para desafios do mundo real.
Um dos principais componentes do Majorana 1 é o topocondutor, um material que cria um estado da matéria único, diferente de sólido, líquido ou gasoso. Esse material permite a criação de qubits mais estáveis, rápidos, pequenos e controláveis digitalmente. A Microsoft desenvolveu uma nova pilha de materiais, incluindo arsenieto de índio e alumínio, para criar as propriedades quânticas do qubit topológico.
O núcleo topológico do Majorana 1 foi projetado para ser mais confiável e resistente a erros. Além disso, a nova abordagem de medição desenvolvida pela Microsoft permite que os qubits sejam controlados digitalmente. Para Matthias Troyer, membro técnico da Microsoft, o objetivo desde o início foi criar um computador quântico com impacto comercial.
A Microsoft agora participa da fase final do programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) da DARPA. O objetivo é fornecer um computador quântico tolerante a falhas em escala de utilidade pública. Além de desenvolver seu próprio hardware quântico, a Microsoft colabora com a Quantinuum e a Atom Computing para acelerar descobertas científicas.
A combinação da computação quântica em escala com ferramentas de Inteligência Artificial (IA) pode permitir a criação de materiais e moléculas sob demanda. Isso transformaria diversas áreas, desde a saúde até o desenvolvimento de produtos. De acordo com Matthias Troyer, o computador quântico ensina à IA a linguagem da natureza, permitindo que ela forneça a receita para qualquer criação desejada.
A computação quântica em escala promete resolver problemas complexos que são impossíveis para os computadores clássicos atuais. Máquinas com milhões de qubits poderão mapear o comportamento da natureza com precisão, desde reações químicas até interações moleculares. Essas máquinas poderão ajudar a resolver o problema da corrosão em materiais, levando à criação de materiais auto reparadores.
As partículas, conhecidas como qubits, são altamente suscetíveis a perturbações e erros, o que pode levar à perda de informações. O desenvolvimento de qubits que podem ser medidos e controlados, ao mesmo tempo em que são protegidos contra ruídos ambientais, é um desafio crucial. A Microsoft optou por desenvolver qubits topológicos, que oferecem maior estabilidade e exigem menos correção de erros.
Um artigo publicado na revista Nature confirmou que a Microsoft conseguiu criar partículas de Majorana e medi-las de forma confiável usando micro-ondas. A nova abordagem de medição da Microsoft permite detectar diferenças mínimas no fluxo de elétrons, indicando o estado do qubit. As medições podem ser controladas com pulsos de voltagem, simplificando o processo de computação quântica em escala.
A arquitetura de qubit topológico da Microsoft utiliza nanofios de alumínio unidos para formar uma estrutura em H, onde cada H contém quatro Majoranas controláveis que formam um qubit. Para Krysta Svore, da Microsoft, essa arquitetura mais simples promete um caminho mais rápido para a computação quântica em escala. O chip quântico opera em conjunto com lógica de controle, um refrigerador de diluição e uma pilha de software.
O topocondutor da Microsoft é feito de arsenieto de índio, um material com propriedades especiais. Krysta Svore explica que a criação desses materiais requer precisão atômica, pois defeitos na pilha de materiais podem comprometer o qubit. A Microsoft acredita que a computação quântica em escala será capaz de prever materiais com propriedades aprimoradas, impulsionando a próxima geração de computadores quânticos.
