Inovação: Qubit topológico? Entenda em 5 imagens como funciona a computação quântica da Microsoft

 

Empresa publicou na revista científica Nature como criou um novo estado da matéria 'sobrenatural': nem sólido, nem líquido nem gasoso, que promete solucionar os colapsos dos chips quânticos

Quem se lembra das aulas de ciências da escola sabe que há três estados primários da matéria: sólido, líquido e gasoso. Agora, a Microsoft afirma ter criado um novo estado da matéria, quase 'sobrenatural' segundo a descrição de especialistas, em sua busca para desenvolver um computador quântico, que poderia acelerar o avanço de diversas áreas, desde baterias até medicamentos e inteligência artificial (IA).

Na quarta-feira, os cientistas da Microsoft publicaram na revista científica Nature como construíram um chamado “qubit topológico”, baseado nesse novo estado de matéria, que poderia ser usado para resolver problemas matemáticos, científicos e tecnológicos. Qubit é a expressão usada para quantum bit, unidade de informação quântica. Mas como funciona a computação quântica? Entenda abaixo em 5 imagens

O que dizem os especialistas sobre o Majorana 1?

O chip quântico criado pela Microsoft foi batizado de Majorana 1 — referência às partículas (ou férmions) de Majorana. Esta é uma partícula que contém sua própria antipartícula, cuja existência foi proposta pelo físico italiano Ettore Majorana em 1937.

Daqui a ‘anos, não décadas’

Esse novo chip, que cabe na palma da mão, pode tornar a computação quântica uma realidade “em anos”.

— Vemos isso como algo que está a anos de distância, e não décadas — disse ao New York Times Chetan Nayak, pesquisador técnico da Microsoft que liderou a equipe responsável pela tecnologia.

De acordo com a empresa, um desses chips interliga 8 qubits — e tem capacidade para abrigar 1 milhão deles. No momento, a capacidade do chip se resume a resolver problemas matemáticos, a fim de comprovar que ele pode ser controlado. Mas os engenheiros da Microsoft garantem que é o bastante para servir como base para futuras máquinas quânticas.

Para Kenneth Corrêa, professor de MBAs da Fundação Getulio Vargas (FGV), a previsão de anos ao invés de décadas é otimista, mas plausível. Resolvido de vez o desafio da estabilidade dos qubits, Corrêa avalia que a tecnologia poderá trazer um impacto revolucionário na IA.

Ele explica que, hoje, modelos como ChatGPT, Gemini e DeepSeek consomem enormes recursos computacionais e energéticos. Com a computação quântica, diz, será possível treinar modelos ainda mais complexos e eficientes:

— Por exemplo, um agente de IA rodando em um computador quântico poderia analisar simultaneamente milhões de variáveis para otimizar uma cadeia de suprimentos global em tempo real.

Algumas das descobertas da empresa, delineando a operação do que a Microsoft chama de “topocondutor (um supercondutor topológico), foram publicadas na revista científica Nature.

— Na verdade, os cientistas teorizaram sobre isso em 1937 — disse à Bloomberg Jason Zander, vice-presidente executivo da Microsoft encarregado de tecnologias quânticas. — Levamos quase cem anos para provar.

Corrêa vê com bons olhos a publicação dos resultados da Microsoft na Nature:

— A validação científica é sempre muito importante para separar o hype da realidade em novas tecnologias. A publicação estabelece que este avanço é real e verificável, mesmo que ainda existam desafios significativos para sua implementação em larga escala.

Necessidade de validação

Já Leandro Mattos, especialista em neurociência e tecnologias exponenciais da Singularity Brazil, mostra certa cautela em relação ao anúncio da Microsoft. Embora a abordagem de uso de qubits topológicos prometa maior estabilidade e menores chances de erros do que os qubits tradicionais, a computação quântica tem enfrentado desafios consideráveis, especialmente na transição da pesquisa para aplicações comerciais, explica.

Para Mattos, mesmo com a chancela acadêmica, a computação quântica é um campo altamente experimental. Assim, descobertas como essa ainda deverão passar por testes mais amplos e replicações por outros grupos de pesquisa para que sejam confirmadas e aplicadas em larga escala, diz:

— Embora otimista, a previsão de anos da Microsoft, e não décadas, depende de muitos fatores, incluindo a validação científica contínua, a superação de barreiras técnicas e o desenvolvimento de infraestrutura para suportar esse tipo de processamento.

Em seu site, a empresa afirma que o topocondutor é “um tipo de material inovador, que pode observar e controlar partículas de Majorana para produzir qubits mais confiáveis”. O Majorana 1 combina as vantagens dos semicondutores que alimentam os computadores clássicos com os supercondutores normalmente usados na construção de computadores quânticos.

Quando esse chip é resfriado a temperaturas extremamente baixas, ele se comporta de maneiras incomuns e poderosas, que, segundo a Microsoft, permitirão resolver problemas tecnológicos, matemáticos e científicos que as máquinas convencionais jamais poderiam solucionar.

Matthias Troyer, técnico associado da empresa, afirmou que “desde o início queríamos fabricar um computador quântico para ter impacto comercial, não apenas para ter liderança em pesquisas.”

Do plástico à agricultura

Em seu site, a Microsoft afirma que máquinas com milhões de qubits devem ser capazes de resolver determinados problemas em química, ciência da matéria e outras indústrias hoje impossíveis para os computadores clássicos.

Um dos exemplos citados pela empresa é o porquê de alguns materiais sofrerem corrosão. A resposta a essa questão poderia permitir o desenvolvimento de materiais autorregenerativos. Seria o fim de rachaduras em pontes e aviões e de arranhões em carros.

A computação quântica também ajudaria a resolver o problema do excesso de plásticos no mundo. Ela poderia desenvolver a fórmula de um catalisador que transformasse qualquer tipo de plástico em materiais reutilizáveis ou projetar alternativas não tóxicas.

A Microsoft sonha ainda em acabar com a fome global: diz que a computação quântica poderia desenvolver enzimas que aumentassem a fertilidade do solo ou permitissem a agricultura em climas extremos.

A empresa diz ainda que, associada à inteligência artificial, a computação quântica acabaria com o processo de tentativa e erro no desenvolvimento de projetos. “Permitiria que alguém descrevesse que tipo de novo material ou molécula ele quer criar, em linguagem simples, e obtivesse uma resposta que funcionasse de imediato.”

“Qualquer fabricante poderia projetar qualquer produto de forma perfeita de primeira”, afirmou Troyer no site da Microsoft. “O computador quântico ensina à IA a linguagem da natureza, de forma que a IA possa lhe dar a receita para o que você quer fazer.”

— A computação quântica é uma perspectiva empolgante para a física e para o mundo — disse ao NYT Frank Wilczek, físico teórico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). (*Com The New York Times e Bloomberg)

Fonte: O Globo (21/02/2025)