Microsoft fa un balzo in avanti nel mondo del quantum computing con un chip basato su una categoria di materiali chiamati ‘superconduttori topologici’, che dedica al fisico italiano Ettore Majorana. Il processore si chiama Majorana 1, può contenere milioni di qubit e sta nel palmo di una mano. La scoperta, pubblicata sulla piattaforma arXiv e sulla rivista Nature, apre alla realizzazione di computer quantistici dalle dimensioni ridotte.
Majorana 1, invece del silicio, usa arseniuro di indio, presente in strumenti come i rilevatori a infrarossi, e ha proprietà speciali. A contatto con il freddo estremo, realizza la necessaria superconduttività per generare uno stato della materia completamente nuovo: non un solido, un liquido o un gas, ma topologico, con qualità che restano invariate anche a seguito di deformazioni e alterazioni. Ciò permette al chip di ospitare speciali particelle chiamate ‘fermioni di Majorana‘, che conducono l’elettricità. Grazie alle proprietà immutabili di cui sono composti, i fermioni risolvono il principale problema nella costruzione di un computer quantistico: l’instabilità dei qubit, che spesso cadono dal loro stato 0 e 1 a seguito di disturbi e interferenze, perdendo le caratteristiche uniche di stato quantico. Un superconduttore topologico può sia condurre l’elettricità che ospitare i fermioni di Majorana, protetti da errori e declassamenti. Un’ottimizzazione sia in termini di dimensioni che di funzionalità.
Una scoperta che non è passata inosservata alle agenzie statunitensi, come la Darpa, che ha deciso di studiarla per capire se è davvero possibile giungere, con il superconduttore topologico, a sistemi quantistici commerciali in maniera più veloce. Majorana 1 sfrutta un materiale che può osservare e controllare le particelle per produrre qubit più affidabili e scalabili, i mattoni fondamentali dei computer quantistici.
“Abbiamo fatto un passo indietro e ci siamo chiesti quali proprietà dovesse avere il transistor per l’era quantistica – spiega Chetan Nayak di Microsoft – Ed è proprio così che siamo arrivati alla particolare combinazione, che realizza un nuovo tipo di qubit”. Secondo Microsoft, i qubit topologici sono più piccoli, più veloci e più stabili di quelli tradizionali, oltre che più resistenti ai vari errori che affliggono l’attuale quantum computing.
Lo scorso dicembre, Google aveva svelato il chip quantistico Willow, capace di rispondere in meno di cinque minuti ad un calcolo che avrebbe richiesto ad un supercomputer odierno 10 settilioni di anni, più dell’età dell’universo.
