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Majorana 1 inaugura arquitetura topológica inédita que promete revolucionar indústrias inteiras com qubits estáveis e controláveis
A Microsoft anunciou um marco sem precedentes na corrida pela computação quântica: o desenvolvimento do Majorana 1, o primeiro chip quântico baseado em partículas de Majorana e alimentado por uma arquitetura de Núcleo Topológico. A novidade foi apresentada junto a uma publicação científica revisada pela Nature, validando os resultados obtidos.
Diferente das abordagens anteriores que dependem de qubits frágeis e suscetíveis a falhas, o novo chip da Microsoft representa uma virada de paradigma. Ele é alimentado pelo primeiro topocondutor do mundo – um tipo de supercondutor topológico que pode controlar partículas Majorana para construir qubits mais estáveis, escaláveis e operáveis digitalmente.
Segundo a empresa, essa inovação poderá acelerar a chegada de computadores quânticos com um milhão de qubits, capazes de resolver problemas considerados impossíveis para máquinas clássicas – e isso em anos, não em décadas.
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O que são partículas de Majorana e por que elas são importantes?
As partículas de Majorana, teorizadas pelo físico Ettore Majorana em 1937, são entidades quânticas exóticas que são suas próprias antipartículas. Embora nunca tenham sido observadas na natureza de forma estável, cientistas já conseguiam induzir sua existência em condições altamente controladas, combinando supercondutividade e campos magnéticos.
O avanço da Microsoft está em ter conseguido não apenas criar e controlar essas partículas, mas integrá-las em um chip quântico funcional, medindo seu comportamento com altíssima precisão. Isso foi possível graças a uma nova pilha de materiais construída átomo por átomo, combinando arseneto de índio com alumínio e outras estruturas nanoscópicas.
O resultado é um qubit topológico com resistência a falhas embutida no próprio design do hardware — o que representa um salto colossal frente aos qubits atuais, que exigem correção de erro constante e controle analógico delicado.
Uma chip quântico pensado para escalar até 1 milhão de qubits
Para a Microsoft, qualquer tentativa séria de computação quântica precisa ter um caminho realista para escalar até um milhão de qubits. Apenas assim será possível enfrentar os problemas complexos que envolvem química, física, biologia, clima e materiais avançados.
A arquitetura usada no chip quântico Majorana 1 permite não apenas o empilhamento de milhares de qubits em um único chip, mas também seu controle digital — algo que reduz drasticamente a complexidade de operação. Os qubits podem ser ativados ou desativados por impulsos elétricos simples, semelhantes a interruptores de luz, dispensando ajustes individuais para cada unidade.
Além disso, seu design compacto permite que o chip caiba na palma da mão, o que o torna adequado para ser integrado a datacenters do Azure, a plataforma em nuvem da Microsoft. Essa é uma grande vantagem em comparação com arquiteturas atuais, que exigem sistemas enormes e caros para manter a estabilidade dos qubits.
Um computador quântico que resolve o que os clássicos não conseguem
Segundo a Microsoft, a nova geração de computadores quânticos poderá resolver questões industriais, científicas e ambientais que são intransponíveis hoje. Alguns exemplos incluem:
- Decompor microplásticos em materiais inofensivos ou recicláveis;
- Criar materiais autorreparáveis para construção civil, saúde e indústria;
- Desenvolver catalisadores personalizados para acelerar reações químicas;
- Explorar enzimas agrícolas para aumentar a fertilidade do solo e combater a fome;
- Projetar novos compostos químicos e medicamentos com precisão atômica;
- Reduzir drasticamente o tempo e o custo do desenvolvimento de produtos.
Além disso, a combinação da computação quântica com a inteligência artificial permitirá que pesquisadores descrevam problemas em linguagem natural e recebam como resposta soluções exatas, desenhadas qubit por qubit.
Topocondutores: o “transistor” da era dos chips quânticos
Chetan Nayak, membro técnico da Microsoft, comparou os topocondutores à revolução dos semicondutores do século passado. Assim como os transistores viabilizaram a era digital, esses novos materiais quânticos poderão inaugurar uma era em que computadores são desenhados para resolver problemas antes impossíveis com velocidade, precisão e confiabilidade.
O topocondutor criado pela empresa não é um sólido, líquido ou gás — mas sim um estado topológico da matéria, onde a informação é protegida contra perturbações externas. Essa característica é essencial para manter os qubits operando por tempo suficiente para realizar trilhões de operações.
Microsoft avança em parceria com a DARPA
O projeto quântico da Microsoft chamou a atenção da DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), uma das agências mais influentes em pesquisa e segurança dos Estados Unidos. A empresa foi selecionada para a fase final do programa US2QC, que busca desenvolver um computador quântico tolerante a falhas em escala utilitária.
Segundo Matthias Troyer, outro pesquisador sênior da Microsoft, o objetivo desde o início foi construir um computador com impacto comercial, não apenas conceitual. A empresa também colabora com parceiros como a Quantinuum e a Atom Computing, avançando com qubits de diferentes tipos enquanto finaliza a nova geração de máquinas com arquitetura própria.
O desenvolvimento do Majorana 1 exigiu engenharia de materiais no limite da precisão. Cada camada da pilha foi projetada para minimizar defeitos que poderiam comprometer a estabilidade quântica. Segundo Krysta Svore, da equipe técnica da Microsoft, qualquer imperfeição poderia destruir o qubit.
“Estamos literalmente pulverizando os materiais átomo por átomo. Esses materiais precisam se alinhar perfeitamente”, explicou Svore. “Ironicamente, é por isso que precisamos de um computador quântico — para entender e prever esses mesmos materiais com mais precisão.”
O futuro próximo: computação quântica em escala comercial
A Microsoft afirma que, com esse novo chip, está mais próxima do sonho de criar um computador quântico de uso prático, escalável, confiável e integrado com inteligência artificial e computação clássica. Em vez de um horizonte distante de 20 ou 30 anos, a empresa trabalha com metas de implementação em poucos anos.
A ideia é que qualquer pessoa ou empresa, em um futuro próximo, possa acessar esse poder computacional via nuvem, por meio do Azure Quantum — o que democratizaria o uso de qubits em aplicações reais, desde a ciência dos materiais até o desenvolvimento sustentável global.
Fonte: Blog Oficial da Microsoft
