A gigante da tecnologia Microsoft lançou nesta quarta-feira (19) seu primeiro chip quântico, o Majorana 1. O chip é equipado com um núcleo de natureza topológica, ou seja, não está em nenhum dos estados da matéria (não é líquido, nem sólido, nem gasoso).

Para os cientistas da empresa, a tecnologia futurista ajudará o pequeno dispositivo a realizar operações muito mais avançadas que a computação atual ocupando um espaço reduzido.

“Todos os computadores atuais do mundo operando juntos não podem fazer o que um computador quântico de um milhão de qubits, como este dispositivo, será capaz de fazer”, afirma em comunicado à imprensa o engenheiro Chetan Nayak, membro técnico da Microsoft.

O dispositivo, pertencente à categoria dos topocondutores, é capaz usar informação quântica de forma mais estável e em uma escala mais facilmente administrável. “A difusão de computadores quânticos demorará anos, não décadas”, prometeu a empresa.

O que é um computador quântico?
Os computadores tradicionais trabalham com bits, que são as unidades mínimas de informação: ou algo é zero, ou é um. Um documento de texto, por exemplo, por menor que seja, costuma ter mais de 10 mil destas unidades mínimas (10kb) para ser um arquivo legível.

Já os computadores quânticos processam informações em uma escala muito maior: cada qubit corresponde ao infinito número de possibilidades entre zero e um (ex. 0,1; 0,01; 0,0002) para compor sua unidade mínima de informação. Com isso, é possível alcançar quantidades de processamento de matéria que são muito superiores ao do computador tradicional.

Para fazer computadores quânticos, porém, é preciso trabalhar com estas partículas infinitamente pequenas que são muito instáveis, o que torna difícil sua manutenção, já que os dispositivos e acelerômetros ocupam grandes áreas. A Microsoft, no entanto, acredita que conseguirá contornar esse problema.

O novo estado da matéria
A principal inovação do Majorana 1 está na utilização do topocondutor, que, segundo a Microsoft, abre caminho para a criação de qubits mais estáveis e escaláveis graças a seu estado quântico peculiar, conhecido como “estado topológico” (fora da matéria conhecida).

Esse estado da matéria permite a produção de qubits que são mais rápidos e menores, além de serem mais resistentes a erros no transporte e leitura das informações, um dos principais desafios da computação quântica.

Com a implementação do Majorana 1, a Microsoft agora possui uma arquitetura de chip capaz de suportar até um milhão de qubits, oferecendo uma escalabilidade sem precedentes para a computação quântica.

Nayak destacou que a descoberta de uma arquitetura mais simples e eficaz é um dos principais marcos do projeto. “Uma coisa é descobrir um novo estado da matéria, outra é tirar vantagem disso para repensar a computação quântica em escala”, afirmou.

O topocondutor utilizado no chip é formado por uma combinação específica de arsenieto de índio e alumínio, que é projetada para produzir partículas quânticas chamadas Majoranas. Essas partículas exóticas são fundamentais para a estabilidade dos qubits, mas sua criação e manipulação exigem um nível de controle sem precedentes.

Um novo paradigma na medição de qubits
O desenvolvimento do Majorana 1 não apenas envolve o uso de novos materiais, mas também um avanço na forma como os qubits são medidos e controlados. A Microsoft conseguiu criar uma abordagem digital para a controle de qubits que reduz os erros causados por interferências externas.

Ao invés de depender de ajustes analógicos delicados, o novo sistema de medição permite que os qubits sejam controlados de forma muito mais eficiente, tornando o processo de computação quântica mais rápido e confiável.

Aplicações práticas
O impacto potencial da computação quântica vai além do campo científico e pode gerar revoluções em várias indústrias, estima a empresa. A Microsoft menciona a possibilidade de aplicar a tecnologia para resolver problemas ambientais, como a poluição por microplásticos, ou para criar materiais que se auto-reparam, alterando a construção civil e a indústria de transportes.

Além disso, a computação quântica pode acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos e tratamentos, aplicando cálculos que atualmente são impossíveis de realizar com os computadores tradicionais. A combinação de inteligência artificial com sistemas quânticos pode também resultar em novas formas de projetar produtos ou materiais com uma precisão sem igual.

Embora o Majorana 1 e os avanços alcançados pela Microsoft representem um grande passo, ainda há muitos desafios pela frente. A empresa reconhece que a construção de sistemas quânticos em larga escala exigirá mais anos de pesquisa e desenvolvimento.

Fonte: Metrópoles

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