Essa semana, a Microsoft lançou o Majorana 1, algo tão fantástico que eu corri para fazer essa tradução! Se o Willow, da Google, já foi um escândalo, esse novo da Microsoft leva o nosso conhecimento da física e do mundo quântico para outro patamar! Segue o vídeo da Microsoft explicando sobre o Majorana 1 e, logo abaixo, a minha tradução:
Introdução ao Majorana 1
Como se pareceria o mundo com um computador que pudesse modelar com precisão as leis da natureza?
Essa é a promessa da computação quântica
Mas sempre há limitações.
Agora, como um dos nossos
Mais longos projetos de pesquisa,
A nossa equipe na Microsoft
Foi capaz de obter
Uma partícula subatômica que até então
Só poderia ser teorizada,
E não apenas observá-la, mas controlá-la.
Criando um material completamente novo e
Uma nova arquitetura para a computação quântica.
Uma que pode ser escalada
Para milhões de qubits em um único chip.
Isso não é um trabalho de ciências,
Mas sim um livro de ciências e arte.
Eu preciso ser honesto, algumas dessas ideias
Se parecem um pouco com ficção científica.
Isso vai resolver problemas que não podem ser resolvidos
Com o poder combinado de toda
A computação do mundo hoje,
E promete
Revolucionar campos como a medicina,
Ciência de materiais e o nosso entendimento
Do mundo natural.
O nosso primeiro processador quântico baseado
Nessa arquitetura é o Majorana 1.
Por Que a Computação Quântica Importa?
Eu sempre fui fascinada
Por quebra-cabeças e desafios,
E uma mistura de
Matemática e computadores.
Quando eu soube que havia esse tipo de
Computador que ainda não existe,
Mas que poderia resolver problemas que nós não poderíamos
Resolver com nossos computadres digitais,
Todos os computadores que temos,
Eu fiquei simplesmente fascinada.
Eu quis aprender, bem,
Como eu posso ajudar para que esse computador seja construído?
Durante anos, I naveguei
Em problemas que não podiam
Ser resolvidos nos computadores mais poderosos.
Mas então com o tempo, eu percebi que, hey,
Eu poderia resolvê-los se
Eu tivesse um computador quântico.
Um laptop pode resolver
Um problema de 10 elétrons.
Um supercomputador pode resolver
Um problema de 20 elétrons.
Mas nenhum computador clássico
No mundo pode resolver
O comportamento de 30 ou 40 ou 50 elétrons.
O número 30, 40, 50 elétrons,
Esses números são aparentemente pequenos,
Mas requerem uma vida inteira
Em escalas de tempo do universo para
Serem resolvidos com todos os
Computadores do mundo operando ao mesmo tempo.
Isso até que você tenha
Um computador quântico escalado
Que pode resolver esses
Problemas de forma eficiente.
Esses cálculos
São tão complicados que
Se um computador clássico fosse
Do tamanho de todo o planeta,
Ainda assim não seria capaz de realizá-los,
Apenas para que você tenha uma escala construtiva.
E um computador quântico é capaz disso,
E ele pode fazer isso muito, muito bem.
Qubits, Os Blocos de Construção da Computação Quântica
No núcleo de um computador
Quântico existem esses qubits.
Qubits são como os nossos
Bits clássicos, correto?
Esses são essencialmente
Zeros e uns em um transistor.
E nós precisamos da analogia disso
Na computação quântica.
O análogo é o qubit, um bit quântico,
Que serve como
A unidade básica de informação.
É onde nós guardamos a informação,
E então nós processamos naqueles
Qubits para criar a computação,
E finalmente ter soluções em retorno.
Agora existem muitas maneiras diferentes
Para criar o qubit.
O motivo pelo qual a computação quântica
Progride tão lentamente
É porque a indústria
Vem lutando com problemas
Para manter os qubits confiáveis
E resistentes a ruídos.
O progresso tem sido incremental.
O desafio é que
Qubits são verdadeiramente
Muito delicados em geral.
Então você precisa de
Qubits que sejam realmente estáveis.
Mas você não quer
Que isso aconteça ao custo,
Porque você não quer
Que os seus qubits
Sejam grandes.
Esse é um caminho para fazê-los mais estáveis
É fazê-los realmente grandes.
Mas se eles forem grandes,
E você ainda precisar de muitos deles,
Então como você irá fazê-los caber
Todos dentro do seu sistema?
Você não quer lidar com alguma coisa
Do tamanho de um armazém.
E então o segundo motivo é que
Você não quer que os qubits
Acabem se tornando lentos, correto?
Porque se o preço que você vai pagar
Para ter algo estável
É que você precisa ir realmente devagar,
Então a computação que
Poderia levar um mês
Acaba levando uma década.
E isso não tem utilidade.
Pessoas, no iníco da computação
Usavam tubos a vácuo.
E então com aquela tecnolgia,
Você poderia construir
Computadores muito bons.
E então o transistor foi inventado.
E os primeiros transistores
Não eram, necessariamente, tão bons,
Mas se tornou claro, ao longo do tempo
Com a evolução do transistor
E o desenvolvimento do circuito integrado,
Que isso seria a
Tecnolgia do futuro.
Nesse espírito aquela primeira geração
De qubits poderia não ser aquela
Que nos levaria ao próximo estágio
Onde nós realmente podemos
Solucionar os tipos de problemas
Que eu havia mencionado que
São verdadeiramente imporantes.
E então nós teríamos que inventar um material
E em seguida uma unidade de processamento quântica
Que teria as propriedades corretas.
Então para nós, queríamos algo que
Teria embutido algum
Nível de proteção contra erros
Para ativamente diagnosticar e remover erros.
E muitas dessas ideias foram exploradas
No contexto do software, de códigos de
Correção quântica de erros,
Mas você pode realmente construir muitas dessas
Ideias em hardware.
Então a forma como você planeja os qubits importa.
Entendendo o Estado Topológico
Nós vemos os estados da matéria todos os dias.
Sólidos mantém o seu formato,
Líquidos variam mas mantém o seu volume,
Gases expandem para encher
Os espaços onde estão contidos.
Todos definidos
Por como os seus átomos se comportam.
Mas e se houverem mais?
E se, sob certas condições,
Você pudesse criar mais
Estados que foram
Apenas teorizados,
Que poderiam mudar como
As partículas subatômicas realmente se comportam?
Cem anos atrás
Matemáticos previram
Um novo estado da matéria,
O estado topológico.
E desde então,
Pesquisadores tem procurado
Por uma forma muito específica, muito
Útil partícula quasi dentro disso,
A partícula Majorana.
No ano passado, nós fomos capazes de
Observar isso pela primeira vez.
E este ano, nós fomos capazes de controlá-la
E usar suas propriedades únicas
Para construir um topocondutor,
Um novo tipo de semicondutor
Que opera também como um supercondutor.
Com esse material,
Nós podemos construir a completamente nova
Arquitetura fundamental
Para os nossos computadores quânticos,
Um núcleo topológico,
Que nos permite escalar não para dezenas
Ou milhares de qubits em um chip,
Mas milhões, todos na
Palma da sua mão.
A teoria de Majorana mostrou que
É matemáticamente possível
Ter uma partícula que
É a sua própria antipartícula.
Isso significa que você pode pegar
Duas dessas partículas
E uni-las,
E elas poderiam se aniquilar
E não sobrar nada.
Ou você poderia pegar duas
Partículas e uni-las
E simplesmente ter duas partículas.
Algumas vezes isso é nada, o estado zero,
E algumas vezes isso é o
Elétron, o estado um.
Como o Chip Majorana 1 Funciona
Então isso realmente tomou
Algum pensamento
Algum tempo para projetar um
Dispositivo, projetar um chip
Que permitisse medir
Essa partícula literalmente elusiva.
Nós projetamos um chip
Capaz de medir
A presença do Majorana.
Majorana nos permitiu
Criar um qubit topológico.
Um qubit topológico é
Confiável, pequeno e controlável.
Isso resolve o problema do ruído que
Cria error nos qubits.
Agora que nós temos
Esses qubits topológicos,
Nós somos capazes de construir uma
Arquitetura quântica completamente nova,
O núcleo topológico, que pode escalar
Até um milhão de
Qubits topológicos em um pequeno chip.
Cada átomo individual neste
Chip é colocado propositalmente.
É construído da base.
É completamente um novo estado da matéria.
Pense em nós como construindo um quadro
Pintando ele átomo por átomo.
Em um chip tradicional, a computação é
Feita usando elétrons.
Nós não usamos elétrons para realizar computação.
Nós usamos Majoranas para realizar computação.
É uma partícula completamente nova.
É metade de um elétron.
Quando olhamos para o projeto deste chip,
Em primeiro lugar, você pode encaixar tanta coisa
E um tamanho tão pequeno.
Este chip pode armazenar
Mais de um milhão de qubits.
Mais de um milhão cabem
Nesse pequeno tamanho.
Adicionalmente, nós não
Queremos esperar séculos
Ou milênios por uma solução.
E então esse chip também
Oferece a velocidade certa
Para obter soluções do chip
Em uma quantidade de tempo
Razoável e eficiente.
Essa é a beleza neste projeto de qubit,
O qubit topológico.
Ele tem o tamanho certo, a velocidade certa,
E o tipo de controlabilidade certa.
Tudo isso junto significa
Que ele tem a capacidade
De escalar como nenhum outro.
Como a Computação Quântica e Clássica Trabalham Juntas
A forma que o sistema que estamos construindo trabalha
É, você tem o acelerador quântico.
Você tem a máquina clássica
Que trabalha com ele
E o controla.
E então você tem a aplicação
Que essencialmente vai
Entre o clássico e o quântico
Dependendo de qual
Problema ele está tentando resolver.
Uma vez que as computações estão terminadas,
Os resultados são
Re-sintetizados no lado clássico
E produzindo de volta para o
Usuário uma resposta completa.
Onde a máquina quântica brilha,
E na sua capacidade de realizar simulações,
Particularmente em química e materiais,
Que são extremamente precisas,
Tão precisas quanto
Um laboratório de experimentos reais.
Imagine um mundo onde
Um cientista computa
O material que eles precisam,
E eles computam isso com uma precisão
Que permite acertar na primeira tentativa.
Então quando você caminha para o laboratório,
Você não precisa mais fazer experimentos.
Imagina uma bateria que você carrega uma vez
E não precisa se preocupar com descarregamento.
O que você pode fazer com um milhão de qubits?
A Era Quântica
Nós últimos poucos anos,
Houve uma explosão de
Inteligência artificial, correto?
Copilot.
E o que é tão inspirador
Em um computador quântico
É que com um computador quântico
Pode-se aumentar a capacidade da IA,
Ele pode ajudar mais, sabe,
Levar a descobertas ainda maiores.
O que me deixa empolgado
Sobre computação quântica
É que ela nos dá as ferramentas
Para enfrentar muitos desses desafios
Em um nível fundamental
Através da criação de novos compostos químicos,
Novas drogas, novas
Enzimas para produção de comida.
Honestamente, é como
Uma explosão mental neste momento
Porque isso é algo
Que nós pensamos a respeito por alguns
Anos ou mais.
Nós chamamos as idades da humanidade por materiais.
Nós chamamos de idade da pedra.
Nós falamos sobe
A era do bronze e a era do ferro.
A era do aço, a era do silício, materiais
Definem a nossa cultura, definem a nossa humanidade,
Define o nosso progresso.
Então, o que poderia ser mais
Poderoso do que ter uma máquina
Que permite você mudar radicalmente o jeito
Que nós trabalhamos com os materiais?
A nossa liderança tem sido
Trabalhar neste programa.
Pelos últimos 17 anos.
Esse é o programa de pesquisa mais longo em andamento
Na empresa.
E depois de 17 anos, quando nós
Apresentamos os nossos resultados,
Nós estamos apresentando resultados
Que não são apenas incríveis,
Eles são reais.
Eles são reais porque eles vão,
Fundamentalmente, redefinir
Como o próximo estágio da
Jornada quântica tomará forma.
Nós estamos na beira da era quântica
E Majorana 1 é apenas o início.
