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Microsoft presenta Majorana 1: il futuro del calcolo quantistico è qui

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In un annuncio destinato a segnare un’epoca, Microsoft ha presentato Majorana 1, il primo chip quantistico basato su un’architettura Topological Core. Questo innovativo design, che sfrutta una nuova classe di materiali noti come topoconduttori, potrebbe ridefinire il futuro del calcolo quantistico, portando l’umanità più vicina a macchine capaci di affrontare problemi complessi al di là delle possibilità dei computer tradizionali. Con questa svolta, Microsoft dimostra che l’era dei computer quantistici su larga scala non è più un sogno lontano, ma una realtà sempre più tangibile.

Un transistor per l’era quantistica

“Ci siamo chiesti: come sarebbe il transistor dell’era quantistica? Quali proprietà dovrebbe avere?” ha spiegato Chetan Nayak, Technical Fellow di Microsoft. La risposta è arrivata con Majorana 1: un chip che combina materiali innovativi, un’architettura avanzata e un nuovo tipo di qubit topologico. Questo approccio nasce da anni di ricerca e da una visione audace: reinventare il calcolo quantistico dalle fondamenta. Grazie a un nuovo “stack di materiali” – come lo definisce Nayak – Microsoft ha creato qubit più stabili e scalabili, aprendo la strada a un sistema che potrebbe raggiungere il traguardo di un milione di qubit, una soglia cruciale per applicazioni pratiche rivoluzionarie.

Per capire l’enormità di questo obiettivo, basti pensare che la potenza di calcolo di una macchina quantistica con un milione di qubit supererebbe quella di tutti i computer classici attualmente esistenti messi insieme.

La scienza dietro la svolta

Il cuore di Majorana 1 è il topoconduttore, un materiale che dà vita a uno stato della materia completamente nuovo: non solido, liquido o gassoso, ma topologico. Questo stato consente la formazione di particelle Majorana, entità quantistiche esotiche che non esistono naturalmente ma che i ricercatori di Microsoft hanno creato artificialmente utilizzando superconduttori e campi magnetici. Le particelle Majorana sono straordinarie perché proteggono le informazioni quantistiche dai disturbi ambientali, un problema che ha a lungo ostacolato lo sviluppo dei qubit tradizionali, noti per la loro fragilità.

I dettagli della scoperta sono stati pubblicati in un articolo sottoposto a revisione paritaria sulla rivista Nature, dove il team di Microsoft ha dimostrato la capacità di generare e misurare queste particelle con precisione. “Scoprire un nuovo stato della materia è una cosa, ma usarlo per ripensare il calcolo quantistico su larga scala è un’altra”, ha commentato Nayak.

L’architettura di Majorana 1 integra la resistenza agli errori a livello hardware, rendendo il chip più affidabile e riducendo la necessità di complesse correzioni software. Questo lo distingue dai sistemi quantistici attuali, spesso limitati da instabilità e rumore.

Un milione di qubit per cambiare il mondo

Con soli otto qubit topologici già implementati su Majorana 1, Microsoft ha tracciato una roadmap chiara per scalare fino a un milione. Ma perché questo numero è così importante? Un computer quantistico di questa portata potrebbe affrontare problemi che oggi sono semplicemente irrisolvibili. Ecco alcune delle potenziali applicazioni:

  • Materiali intelligenti: Progettare materiali auto-riparanti per ponti, aerei o dispositivi elettronici, eliminando crepe e danni.
  • Soluzioni ambientali: Sviluppare catalizzatori per分解 le microplastiche o creare alternative sostenibili ai materiali tossici.
  • Sanità e agricoltura: Modellare enzimi con precisione per migliorare la fertilità del suolo, la produzione alimentare sostenibile e i trattamenti medici.

“Come sarebbe se ogni azienda potesse progettare un prodotto perfetto al primo tentativo? Un computer quantistico ti darebbe la risposta esatta”, ha spiegato Matthias Troyer, Technical Fellow di Microsoft. “Insegnerà all’intelligenza artificiale il linguaggio della natura, permettendole di fornirti la ‘ricetta’ per ciò che vuoi creare.”

Una scommessa vincente

La scelta di Microsoft di puntare sui qubit topologici risale a vent’anni fa, un approccio allora considerato rischioso ma che oggi sta dando i suoi frutti. Majorana 1 non è solo un chip, ma la prova che questa visione a lungo termine era corretta. Il progetto ha anche guadagnato a Microsoft un posto nella fase finale del programma US2QC della DARPA, che mira a sviluppare il primo computer quantistico fault-tolerant su scala industriale.

“Non volevamo solo essere leader di pensiero, ma costruire un computer quantistico con un impatto commerciale reale”, ha detto Troyer. “Sapevamo che serviva un nuovo qubit e che dovevamo scalare.”

Verso un futuro quantistico

Majorana 1 non è solo una conquista tecnologica, ma un’anticipazione di come il calcolo quantistico potrebbe trasformare le industrie e risolvere alcune delle sfide più pressanti del nostro tempo. Con questo chip, Microsoft ha introdotto un quarto stato della materia – la materia topologica – che si affianca ai classici solido, liquido e gassoso. Come ha dichiarato il CEO Satya Nadella, “Tutto quello che abbiamo imparato sui tre stati principali della materia è cambiato. Oggi, abbiamo sbloccato un nuovo capitolo.”

Con Majorana 1, il futuro quantistico non è più a decenni di distanza, ma a pochi anni. Microsoft non ha solo creato un chip: ha gettato le basi per un’era in cui la tecnologia quantistica sarà al servizio dell’umanità, rendendo possibile ciò che oggi sembra impossibile.

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