Oggi, Microsoft presenta Majorana 1, il primo processore quantistico al mondo basato su qubit topologici. Questo dispositivo segna un notevole avanzamento nel campo del quantum computing, promettendo di accelerare lo sviluppo di computer quantistici praticamente utilizzabili in anni invece che in decenni.

Superconduttori topologici: cuore della tecnologia

Microsoft ha sviluppato i superconduttori topologici, una nuova classe di materiali che raggiungono uno stato della materia topologico. Questi materiali, una combinazione di semiconduttori come l’arseniuro di indio e superconduttori come l’alluminio, sono progettati a livello atomico per formare nanofili superconduttivi. A temperature prossime allo zero assoluto e sotto l’effetto di campi magnetici, generano le Modalità Zero di Majorana (MZMs), che immagazzinano informazioni quantistiche in modo protetto.

Quantum chip: un design innovativo

Grazie ai superconduttori topologici, Microsoft ha realizzato Majorana 1, un chip con un’architettura completamente nuova. Questo processore può ospitare fino a un milione di qubit in un dispositivo delle dimensioni del palmo di una mano, semplificando il controllo e riducendo il numero di qubit fisici necessari per eseguire calcoli affidabili.

Topological core: efficienza e stabilità

Il nucleo topologico di Majorana 1 include 8 qubit topologici. Questi qubit, significativamente più piccoli, veloci e stabili rispetto ai qubit tradizionali, occupano solo 1/100 di millimetro. La loro stabilità deriva dalla protezione hardware offerta dalla struttura topologica, che li rende resistenti agli errori ambientali.

Riconoscimenti e validazioni

La tecnologia di Microsoft ha ricevuto validazioni da parte della comunità scientifica e istituzionale. Un articolo su Nature conferma la capacità di Microsoft di creare e misurare le proprietà esotiche dei qubit topologici. Inoltre, la DARPA ha selezionato Microsoft per sviluppare il primo computer quantistico tollerante agli errori su scala industriale.

Impatto e potenzialità

Un computer quantistico da un milione di qubit potrebbe trasformare settori come la chimica, la scienza dei materiali e l’agricoltura. Potrebbe, ad esempio, consentire lo sviluppo di materiali auto-riparanti o catalizzatori per abbattere le microplastiche, ottimizzare enzimi per migliorare la fertilità del suolo o supportare coltivazioni in climi estremi.

Ecosistema integrato e accessibilità

Majorana 1 fa parte di un ecosistema che comprende elettronica di controllo, software avanzati e infrastrutture di raffreddamento estremo. Integrato nei data center Azure, rende la potenza del quantum computing accessibile via cloud, aprendo nuove possibilità per aziende e ricercatori.