Microsoft ha presentato Majorana 1, il primo processore quantistico basato su qubit topologici, segnando un punto di svolta nel settore del quantum computing. Grazie all’uso di superconduttori topologici, questa innovazione permetterà di costruire computer quantistici utili in anni e non decenni.
Microsoft ha sviluppato una nuova classe di materiali chiamati superconduttori topologici, capaci di raggiungere uno stato della materia mai osservato prima. Questi materiali combinano arseniuro di indio e alluminio, progettati a livello atomico per ottenere nanofili superconduttivi topologici. Quando raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto e sottoposti a campi magnetici, generano le Modalità Zero di Majorana (MZMs), particelle esotiche in grado di immagazzinare informazioni quantistiche in modo altamente protetto. Dopo quasi un secolo di studi teorici, Microsoft è riuscita a creare e controllare queste particelle su richiesta, rendendole il fulcro del proprio sistema di qubit topologici.
Majorana 1: il processore del futuro
Il quantum chip Majorana 1 sfrutta i superconduttori topologici per ospitare fino a 1 milione di qubit su un singolo processore delle dimensioni di un palmo. Questa nuova architettura:
- Riduce drasticamente il numero di qubit fisici necessari per calcoli affidabili.
- Aumenta la stabilità e la velocità del sistema.
- Semplifica il controllo del quantum computing su larga scala.
Grazie ai superconduttori topologici, Microsoft ha sviluppato un nucleo topologico contenente 8 qubit topologici, caratterizzati da:
- Dimensioni ridotte: occupano appena 1/100 di millimetro.
- Maggiore stabilità: grazie alla protezione hardware intrinseca dei qubit topologici.
- Controllo digitale avanzato: tramite impulsi elettrici, eliminando la necessità di segnali analogici complessi.
Questa tecnologia consente un approccio basato su misurazioni quantistiche, migliorando l’affidabilità e rendendo più efficiente la correzione degli errori.
L’innovazione di Microsoft è stata confermata da:
- Pubblicazione su Nature: che certifica la creazione e misurazione delle proprietà dei qubit topologici.
- DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency): ha selezionato Microsoft per il programma US2QC, volto a sviluppare il primo computer quantistico tollerante agli errori su scala industriale.
Un computer quantistico da 1 milione di qubit potrebbe rivoluzionare settori come:
- Chimica e scienza dei materiali: sviluppo di materiali auto-riparanti e catalizzatori per ridurre le microplastiche.
- Agricoltura: ottimizzazione degli enzimi per migliorare la fertilità del suolo e coltivazioni in ambienti estremi.
Attualmente, nessun computer tradizionale esistente è in grado di raggiungere le prestazioni previste per Majorana 1.
Majorana 1 e Azure: quantum computing accessibile via cloud
Il processore Majorana 1 è parte di un ecosistema integrato che include:
- Elettronica di controllo avanzata.
- Software specializzati per il quantum computing.
- Infrastrutture di raffreddamento estremo.
Progettato per essere integrato nei data center Azure, renderà il quantum computing accessibile via cloud a ricercatori e aziende di tutto il mondo.
Per ulteriori dettagli, visita il microsito Microsoft dedicato a Azure Quantum.
