O novo processador Majorana 1, no qual a Microsoft espera colocar um milhão de qubits no futuro 

Por João Pedro Adania

A Microsoft acredita ter feito um avanço fundamental na computação quântica ao desbloquear o potencial desses dispositivos para resolverem problemas de escala industrial - e acriar o que está chamando de “quarto estado da matéria”. A gigante trabalhou os últimos 17 anos em um projeto de pesquisa para criar um material e arquitetura para computação quântica. O resultado? O processador Majorana 1.

Na computação clássica, usada em PCs e smartphones atuais, todas as informações são armazenas ou processadas na forma de bits – que são binários, representados por 0 ou 1. Porém, na quântica, os chamados qubits, ou bits quânticos, podem assumir inúmeros estados entre 0 e 1. Esse fenômeno se chama superposição e aumenta exponencialmente a quantidade de dados que podem ser processados ao mesmo tempo.

Empresas com IBM, Microsoft e Google tentam tornar os qubits tão confiáveis quanto os bits binários há anos, isso porque eles são bem mais delicados e sensíveis a ruídos que podem criar erros ou perder informações.

O Majorana 1 deve potencialmente acomodar um milhão de qubits no mesmo chip, que não é muito maior do que as CPUs de PCs e servidores de desktop convencionais. A Microsoft não usa elétrons para o processamento desse novo chip, mas sim uma partícula Majorana que o físico Ettore Majorana descreveu em 1937.

A Microsoft afirma agora ter criado um novo estado da matéria em sua busca por uma máquina poderosa, que poderia acelerar o desenvolvimento de tudo, desde baterias a medicamentos e inteligência artificial. A gigante alcançou este marco ao desenvolver o que chama de “primeiro topocondutor do mundo”, um novo tipo de material que além de observar, controla as partículas de Majorana para criar qubits confiáveis.
Em um artigo publicado pela Microsoft e revisado por membros da revista cientifica Nature, a empresa diz que conseguiu criar o qubit topológico com um material a base de arsenieto de índio e alumínio.

Como parte de sua pesquisa, a empresa construiu vários qubits topológicos dentro de um novo tipo de chip de computador que combina os pontos fortes dos semicondutores que alimentam os computadores clássicos com os supercondutores normalmente usados para construir um computador quântico.

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Quando esse chip é resfriado a temperaturas extremamente baixas, ele se comporta de maneiras incomuns e poderosas que, segundo a Microsoft, permitirão que ele resolva problemas tecnológicos, matemáticos e científicos que as máquinas clássicas nunca conseguiram resolver. A tecnologia não é tão volátil quanto outras tecnologias quânticas, disse a empresa, o que facilita a exploração de seu poder.

A Microsoft já colocou oito qubits topológicos em um único chip. Esse é um passo importante e mostra que a tecnologia funciona. O objetivo, no entanto, é bem mais ambicioso: a gigante espera que essa abordagem possa ser escalada para um milhão de qubits em um único chip no futuro.

Se a expectativa da empresa de Satya Nadella for concretizada, um único chip com um milhão de qubits poderia realizar simulações bem mais precisas. A empresa também acredita que seu topocondutor (ou supercondutor topológico) é o próximo grande avanço da tecnologia.

“Nossa liderança trabalha nesse programa há 17 anos. É o programa de pesquisa mais antigo da empresa”, explicou Zulfi Alam, vice-presidente corporativo de computação quântica da Microsoft, ao The Verge. “Após 17 anos, estamos apresentando resultados que não são apenas incríveis, mas reais. Eles redefinirão fundamentalmente como será a próxima etapa da jornada quântica”.

A equipe de computação quântica da Microsoft é composta por pesquisadores, cientistas e fellows técnicos.

“Demos um passo atrás e dissemos: ‘Ok, vamos inventar o transistor para a era quântica. Quais propriedades ele precisa ter?”, disse Chetan Nayak, um dos engenheiros da Microsoft, ao The Verge. “E foi assim que chegamos até aqui – a combinação particular, a qualidade e os detalhes importantes da nossa nova pilha de materiais permitiram um novo tipo de qubit e toda a nossa arquitetura”.

A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA) selecionou a Microsoft como uma das empresas que avançarão para a última fase do programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Agora, a gigante construirá um protótipo de computador quântico tolerante a falhas baseado em qubits topológicos “em anos, não décadas”.

“Um computador quântico de um milhão de qubits não é apenas um marco, mas um portal para resolver alguns dos problemas difíceis no mundo”, afirmou Nayak./COM NYT