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A Microsoft (NASDAQ:MSFT) apresentou um chip quântico, o Majorana 1, equipado com uma nova arquitetura Topological Core. A empresa espera que essa tecnologia permita que computadores quânticos resolvam problemas significativos em escala industrial em questão de anos, e não décadas.
O Majorana 1 utiliza o primeiro topocondutor do mundo, um material revolucionário que permite a observação e controle de partículas Majorana. Essas partículas facilitam a produção de qubits mais confiáveis e escaláveis, os blocos fundamentais dos computadores quânticos. A Microsoft acredita que esta nova tecnologia abrirá caminho para sistemas quânticos capazes de escalar para um milhão de qubits e abordar questões industriais e sociais complexas.
A nova arquitetura do processador Majorana 1 pode acomodar um milhão de qubits em um único chip. Essa capacidade é crucial para que os computadores quânticos forneçam soluções transformadoras para o mundo real, como decompor microplásticos em subprodutos inofensivos ou inventar materiais autorregenerativos para construção, manufatura ou saúde.
O topocondutor, uma categoria especial de material, pode criar um novo estado da matéria – o estado topológico. Este estado pode produzir um qubit mais estável que é rápido, pequeno e controlado digitalmente, sem as compensações exigidas pelas alternativas atuais. Pesquisadores da Microsoft publicaram um artigo na Nature detalhando a criação das propriedades quânticas exóticas do qubit topológico e sua medição precisa, um passo crucial para a computação prática.
O chip Majorana 1 e seu Topological Core são projetados para confiabilidade, incorporando resistência a erros no nível de hardware. A nova abordagem de medição da equipe da Microsoft permite o controle digital dos qubits, simplificando significativamente a computação quântica.
A busca da Microsoft por um design de qubit topológico levou à inclusão da empresa em um programa rigoroso da Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). O programa avalia se tecnologias inovadoras de computação quântica podem construir sistemas quânticos comercialmente relevantes mais rapidamente do que se acreditava possível. A Microsoft é uma das duas empresas convidadas para a fase final do programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) da DARPA.
A Microsoft também se associou à Quantinuum e Atom Computing para alcançar avanços científicos e de engenharia com os qubits atuais. O Azure Quantum, um conjunto de soluções integradas da Microsoft, permite que os clientes aproveitem as principais plataformas de IA, computação de alto desempenho e quântica para avançar na descoberta científica.
A próxima fase da computação quântica exigirá uma arquitetura quântica capaz de fornecer um milhão de qubits ou mais e alcançar trilhões de operações rápidas e confiáveis. Segundo a Microsoft, esse objetivo agora está a anos, não décadas de distância.
A empresa conseguiu criar partículas Majorana, que protegem a informação quântica de perturbações aleatórias, e pode medir essa informação de forma confiável usando micro-ondas. Essa nova abordagem de medição simplifica o processo de computação quântica e os requisitos físicos para construir uma máquina escalável.
O chip quântico Majorana 1, que contém qubits e eletrônica de controle circundante, se encaixa perfeitamente em um computador quântico que pode ser facilmente implantado dentro dos datacenters do Azure.
A arquitetura de qubit topológico da Microsoft usa nanofios de alumínio para formar um H, com cada H contendo quatro Majoranas controláveis e formando um qubit. Essas estruturas H podem ser conectadas e dispostas ao longo do chip. O chip quântico funciona em um ecossistema com lógica de controle, um refrigerador de diluição que mantém os qubits em temperaturas extremamente frias e uma pilha de software que pode se integrar com IA e computadores clássicos.
O topocondutor da Microsoft é feito de arseneto de índio, um material atualmente usado em aplicações como detectores infravermelhos. O material é combinado com supercondutividade para criar um híbrido. A empresa prevê que um computador quântico escalado será capaz de prever materiais com propriedades ainda melhores para construir a próxima geração de computadores quânticos.
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