Qualquer um que tenha participado de uma aula de ciências no terceiro ano está ciente de que a matéria pode ser encontrada em três estados fundamentais: sólido, líquido e gasoso. Recentemente, a Microsoft afirmou ter descoberto um novo estado da matéria enquanto busca aprimorar uma máquina inovadora, chamada computador quântico, que tem o potencial de impulsionar o progresso em várias áreas, como no desenvolvimento de baterias, medicamentos e inteligência artificial.
Na quarta-feira, pesquisadores da Microsoft revelaram a criação de um “qubit topológico”, fundamentado em uma nova fase da realidade física, que tem potencial para ajudar na solução de desafios matemáticos, científicos e tecnológicos. O qubit, ou “bit quântico”, é uma unidade de informação no domínio quântico.
Com esse avanço, a Microsoft está intensificando suas apostas no que pode se tornar a próxima grande competição no setor tecnológico, além da atual corrida em direção à inteligência artificial. Desde a década de 1980, pesquisadores buscam realizar o sonho de criar um computador quântico — um dispositivo que possa aproveitar o comportamento singular e altamente poderoso de partículas subatômicas ou de objetos em temperaturas extremamente frias.
A demanda cresceu em dezembro, quando o Google apresentou um computador quântico em fase experimental que levou apenas cinco minutos para realizar um cálculo que a maioria dos supercomputadores levaria 10 septilhões de anos para resolver — um intervalo de tempo superior à idade do universo observado.
A inovação em tecnologia quântica da Microsoft tem o potencial de ultrapassar as abordagens que estão sendo exploradas atualmente pelo Google. Em sua investigação, a companhia desenvolveu diversos qubits topológicos em um novo modelo de chip de computador, que une os benefícios dos semicondutores utilizados em máquinas clássicas aos supercondutores frequentemente empregados na fabricação de computadores quânticos.
Ao ser submetido a temperaturas muito frias, esse chip apresenta comportamentos excepcionais e fascinantes, os quais, de acordo com a Microsoft, possibilitarão a resolução de desafios tecnológicos, matemáticos e científicos que equipamentos tradicionais não conseguiriam enfrentar.
Na mão da pessoa
O chip recém-lançado é denominado Majorana 1 e pode ser segurado na palma da mão, conforme anunciou Satya Nadella, o CEO da Microsoft. Sua estrutura permite o funcionamento de até 1 milhão de qubits, que são as unidades de informação quântica. O nome Majorana é uma homenagem a Ettore Majorana, o físico italiano que teorizou sobre a possibilidade dessa partícula em 1937.
A companhia declara que sua tecnologia apresenta uma estabilidade maior em comparação com outras soluções quânticas, facilitando a investigação de seus recursos.
Existem dúvidas sobre se a Microsoft realmente atingiu esse objetivo, e diversos acadêmicos respeitados sustentam que os computadores quânticos levarão décadas para se concretizarem. Contudo, os pesquisadores da Microsoft afirmam que suas abordagens os auxiliarão a atingir essa meta em um tempo menor.
— Enxergamos isso como algo que está a anos de distância, e não em várias décadas — afirmou Chetan Nayak, pesquisador técnico da Microsoft que a frente da equipe que desenvolveu a tecnologia.
A inovação da Microsoft, apresentada em um estudo divulgado nesta quarta-feira na revista científica Nature, traz um novo impulso a uma competição que tem o potencial de transformar o universo tecnológico. Além de impulsionar avanços em várias áreas da tecnologia e da ciência, um computador quântico teria a capacidade de comprometer a criptografia que resguarda informações confidenciais de países.
Consequências geopolíticas
Qualquer progresso neste setor pode acarretar consequências geopolíticas. Enquanto os EUA buscam desenvolver a computação quântica, principalmente por meio de companhias como a Microsoft e diversas startups, o governo da China revelou um investimento de 15,2 bilhões de dólares nessa tecnologia. A União Europeia destinou 7,2 bilhões de dólares para a área.
A computação quântica, fundamentada em anos de estudos sobre um campo da física denominado mecânica quântica, continua a ser uma tecnologia em fase experimental. Contudo, com os recentes progressos da Microsoft, Google e outras corporações, os pesquisadores demonstram otimismo de que essa tecnologia possa, no futuro, realizar suas expectativas.
— A computação quântica representa uma visão fascinante tanto para a física quanto para o planeta — afirmou Frank Wilczek, pesquisador teórico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).
Para compreender a computação quântica, é importante ter uma noção de como operam os computadores convencionais. Dispositivos como smartphones, laptops ou desktops utilizam pequenos circuitos integrados feitos de semicondutores, que são materiais que conduzem a eletricidade sob determinadas circunstâncias. Esses circuitos são responsáveis por armazenar e processar dados numéricos, realizando operações como adição e multiplicação. Os cálculos são feitos através da manipulação de “bits” de informação, onde cada bit pode ser 1 ou 0.
Um computador quântico funciona de forma distinta. Um bit quântico, conhecido como qubit, é influenciado pelas propriedades únicas de partículas subatômicas ou por materiais especiais que são resfriados a temperaturas muito reduzidas.
Reduzido ou gelado
Quando um objeto é muito pequeno ou apresenta temperaturas muito baixas, ele pode agir como se fosse dois objetos simultaneamente. Ao investigar essa característica, os pesquisadores conseguem criar um qubit, que é capaz de manter uma superposição de 1 e 0 ao mesmo tempo. Assim, dois qubits podem representar quatro valores de forma simultânea. Com o aumento da quantidade de qubits, a capacidade de um computador quântico aumenta de maneira exponencial.
As companhias adotam várias estratégias para desenvolver essas máquinas. Nos EUA, a maioria delas, como o Google, fabrica qubits a partir de supercondutores, que são substâncias capazes de transportar eletricidade sem desperdício de energia. Esses supercondutores são produzidos ao resfriar metais até temperaturas muito baixas.
A Microsoft optou por uma estratégia única ao integrar semicondutores e supercondutores. A ideia fundamental, que também é chamada de “qubit topológico”, foi introduzida pela primeira vez em 1997 por Alexei Kitaev, um físico de origem russo-americana.
A companhia deu início a esse projeto singular no começo dos anos 2000, em uma época em que muitos cientistas duvidavam da viabilidade dessa tecnologia. Trata-se da pesquisa mais antiga da Microsoft. (Foto: Reprodução)
Com dados do periódico New York Times.
