Microsoft ha annunciato un'importante svolta nel campo dell'informatica quantistica con il lancio del processore Majorana 1. Questo chip rappresenta il culmine di oltre due decenni di ricerca e sviluppo, introducendo un'architettura innovativa basata su qubit topologici, che promette di rendere i computer quantistici pratici una realtà un po’ più concreta nel prossimo futuro.
Il cuore di Majorana 1 risiede, come già indicato, nei qubit topologici, che sembrerebbero poter una maggiore stabilità rispetto a quelli tradizionali. Questi processori quantistici, infatti, sono meno soggetti a errori grazie alla loro struttura intrinseca, che li rende più resistenti alle interferenze esterne. La stabilità dei qubit è fondamentale per eseguire calcoli quantistici affidabili e l'approccio di Microsoft potrebbe rappresentare un significativo passo avanti in questo campo.
Il nome del processore, Majorana 1, deriva dai fermioni di Majorana, particelle subatomiche teorizzate negli anni '30. Microsoft è riuscita a sfruttare queste particelle per creare qubit più stabili e meno inclini a errori. Questo risultato è stato possibile grazie alla creazione di un nuovo materiale chiamato topoconduttore, che combina semiconduttori come l'arseniuro di indio con superconduttori come l'alluminio. Questa combinazione consente la formazione di nanofili superconduttivi che, a temperature prossime allo zero assoluto e sotto specifiche condizioni, generano le Modalità Zero di Majorana (MZMs), immagazzinando informazioni quantistiche in modo protetto.
Un chip compatto e scalabile
Una delle caratteristiche più rilevanti del Majorana 1 è la sua capacità di ospitare fino a un milione di qubit in un chip delle dimensioni del palmo di una mano. Questa densità elevata è resa possibile dalla natura compatta dei qubit topologici, che occupano solo 1/100 di millimetro ciascuno. La progettazione del chip mira a semplificare il controllo, riducendo il numero di qubit fisici necessari per eseguire calcoli affidabili e migliorando la scalabilità dei sistemi quantistici.
La tecnologia alla base del Majorana 1 ha già ricevuto endorsement sia dalla comunità scientifica che da enti governativi. Un articolo pubblicato su Nature ha confermato la capacità di Microsoft di creare e misurare le proprietà esotiche dei qubit topologici. Inoltre, la Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) ha selezionato Microsoft per sviluppare il primo computer quantistico tollerante agli errori su scala industriale.
L'introduzione del Majorana 1 potrebbe accelerare significativamente l'avvento dei computer quantistici pratici, con applicazioni che spaziano dalla chimica alla scienza dei materiali, fino all'agricoltura. Ad esempio, un computer quantistico da un milione di qubit potrebbe facilitare lo sviluppo di materiali auto-riparanti, catalizzatori per la decomposizione delle microplastiche o enzimi ottimizzati per migliorare la fertilità del suolo. Sebbene restino diverse sfide da affrontare, come la costruzione dell'infrastruttura necessaria per supportare tali sistemi, Microsoft ritiene che i computer quantistici funzionali siano ormai a portata di mano, più vicini di quanto si pensasse in precedenza.