A Microsoft revelou nesta quarta-feira (19) o Majorana 1, primeiro chip quântico do mundo a utilizar de forma concreta os supercondutores topológicos, conceito teorizado pelo físico Ettore Majorana em 1937, mas que só foi demonstrado empiricamente em 2012. O grande diferencial da nova Unidade de Processamento Quântica (QPU) é que seu núcleo utiliza novas “quase-partículas” do tipo topocondutores, estrutura supercondutora na qual a superfície apresenta estado de zero energia — ou modos Zero de Majorana (MZMs). Atuando praticamente como um novo estado da matéria, não se enquadrando como físico, sólido ou gasoso, o MZM é um estado energético exótico, menos suscetível a perturbações externas, característica essencial para a computação quântica.
Majorana 1: o que o chip quântico da Microsoft tem de novo?
O ponto central dos avanços tecnológicos do Majorana 1 está no desenvolvimento do primeiro topocondutor do mundo, quase-partícula, até então somente teórica, que permite a criação de supercondutividade topológica nas bordas do material. O topocondutor do novo chip combina arseneto de índio, um semicondutor, e alumínio, um supercondutor. Um conjunto que, quando resfriado a 50 miliKelvin (- 273,1 ºC) e sintonizado com campos magnéticos, formam nanofios supercondutores com modos de zero Majorana (MZMs) em suas extremidades.

Essa condição foi teorizada pela primeira vez pelo físico italiano Ettore Majorana em 1937, e implica em um estado de agitação exótico que faz com que essas quase-partículas (partículas criadas artificialmente por manipulações externas), se comportem como suas próprias antipartículas, ficando inertes entre si e praticamente anulando eventuais interferências por proximidade.
Até então, a maioria das QPUs atuais utilizam estruturas baseadas em supercondutores do tipo transmon, que, apesar da boa escalabilidade, são muito sensíveis a interferências. Além disso, qubits com essa tecnologia precisam ser controlados analogicamente por pulsos de micro-ondas, também mais sujeita a interferências. Já no Majorana 1, os qubits de topocondutores armazenam as informações quânticas nas “bordas” da estrutura, região quase inerte, e a capacidade de produzir e manipular MZMs permite que os chips sejam controlados digitalmente.
Fonte Techmuno