Um chip quântico de computador que se encaixa na palma da mão pode resolver problemas que os supercomputadores atuais levariam milhares de anos para quebrar, marcando uma mudança elementary em direção à computação quântica prática.
Este novo chip, chamado Majorana 1muda fundamentalmente como os computadores quânticos podem ser construídos e operados. Embora os computadores quânticos de hoje preencham salas inteiras e precisem de sistemas de refrigeração complexos, o avanço da Microsoft sugere que essas máquinas poderosas possam um dia se tornar tão comum quanto os processadores em nossos smartphones.
Pense na diferença entre resolver um quebra -cabeça da cabeça da maneira tradicional em vez de ter milhares de mãos funcionando simultaneamente. Os computadores tradicionais enfrentam problemas uma peça de cada vez, mas os computadores quânticos podem explorar várias soluções simultaneamente.
O desafio sempre foi manter esses sistemas quânticos estáveis. Eles são normalmente tão delicados que o menor perturbação causa erros. A solução da Microsoft apresenta um novo tipo de materials chamado condutor superior, tornando os bits quânticos (qubits) mais estáveis e confiáveis.
“Damos um passo para trás e dissemos: ‘Okay, vamos inventar o transistor para a period quântica. Que propriedades ele precisa ter? ‘”Chetan Nayak, membro técnico da Microsoft.
O caminho para a computação quântica prática
A inovação está na maneira como esses qubits são criados. Em vez de métodos convencionais, a Microsoft desenvolveu um materials exclusivo combinando arseneto de índio e alumínio, construído átomo por átomo. Este materials cria partículas exóticas chamadas majoranas que protegem as informações quânticas melhor do que nunca.
A arquitetura do chip é igualmente inovadora. Possui estruturas em forma de H, cada uma ‘H’ contendo quatro majoranas controláveis que formam um qubit. Essas estruturas podem ser conectadas como azulejos no chip, oferecendo um caminho claro para escalar até um milhão de qubits – um limiar essential para resolver problemas significativos.
Essa abordagem difere significativamente dos computadores quânticos tradicionais. Os sistemas atuais lutam com dois desafios principais: eles exigem espaços enormes e sistemas complexos para operar, e seus qubits são altamente instáveis.
O majorana 1 aborda ambos os problemas por meio de seu design compacto e arquitetura inerentemente estável.
Aplicações do mundo actual
As implicações práticas se estendem muito além dos laboratórios. Essa tecnologia pode revolucionar como enfrentamos desafios globais. Os cientistas podem desenvolver materiais que se reparam, como fixar rachaduras na ponte ou arranhões nas portas do carro.
Eles poderiam encontrar maneiras de quebrar os microplásticos poluindo nossos oceanos, projetar medicamentos mais eficazes, entendendo interações moleculares em nível quântico e até combate a fome international por meio de processos agrícolas aprimorados.
“Qualquer empresa que faça qualquer coisa pode projetá -la perfeitamente na primeira vez. Isso lhe daria a resposta ”, disse Matthias Troyer, Microsoft Technical Bellow. “O computador quântico ensina a IA a linguagem da natureza para que a IA possa lhe dizer a receita do que você deseja fazer.”
Precisão sem precedentes
A precisão do chip é notável – pode detectar a diferença entre um bilhão e um bilhão e um elétrons em um fio supercondutor. Ao contrário dos computadores quânticos tradicionais que precisam de ajuste constante, as medições de Majorana 1 funcionam mais como o deslocamento de um interruptor de luz, tornando a computação quântica mais prática.
Essa simplificação na medição e controle pode ser a chave para tornar a computação quântica acessível. Em vez de exigir ajustes finos complexos para cada qubit, o sistema pode ser controlado digitalmente, simplificando bastante como os computadores quânticos operam.
De laboratório para realidade
Esse avanço chamou a atenção da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA), que incluiu a Microsoft em seu programa para avaliar as tecnologias de computação quântica. A empresa agora é uma das duas empresas na fase ultimate dos sistemas subexplorados da DARPA para o programa de computação quântica em escala de utilidade.
O sistema completo vai além do chip. Inclui eletrônicos de controle para operar os bits quânticos, uma geladeira especial mantendo o chip mais frio que o espaço sideral e o software program que permite que o computador quântico funcione com computadores e sistemas de IA tradicionais.
A Microsoft já colocou oito qubits topológicos neste chip, demonstrando seu potencial de dimensionar para sistemas maiores.
Colaboração da indústria e desenvolvimento futuro
A Microsoft não está funcionando isoladamente. Por meio de parcerias com a Computação Quantinuum e Atom e sua plataforma quântica do Azure, a empresa está avançando nos recursos de computação quântica, tornando os sistemas atuais acessíveis a pesquisadores e empresas.
Essas parcerias refletem uma tendência mais ampla no desenvolvimento da computação quântica, onde a colaboração entre diferentes abordagens tecnológicas ajuda a avançar no campo.
A plataforma quântica do Azure, por exemplo, permite que pesquisadores e empresas experimentem algoritmos e aplicações quânticos, preparando -se para a period da computação quântica prática.
A estrada à frente
Embora mais trabalho de engenharia esteja à frente para refinar os processos e ampliar a tecnologia, a Microsoft superou muitos desafios científicos complexos, validados pela revisão por pares na natureza. Embora inicialmente considerado de alto risco, a abordagem da empresa à computação quântica agora está mostrando resultados promissores.
“Desde o início, queríamos fazer um computador quântico para impacto comercial, não apenas liderança de pensamento ‘, disse Troyer. “Sabíamos que precisávamos de um novo qubit. Sabíamos que tínhamos que escalar ”.
Esse desenvolvimento traz computação quântica prática – anteriormente considerada uma tecnologia futura distante – mais próxima da realidade. Quando totalmente realizada, pode transformar a maneira como abordamos os problemas mais desafiadores da sociedade, das mudanças climáticas à pesquisa médica, tornando o anteriormente impossível possível.
A capacidade de resolver problemas complexos na química, ciência dos materiais e outros campos pode acelerar a inovação entre as indústrias, potencialmente levando a avanços que beneficiam a sociedade.
(Foto da Microsoft)
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