Microsoft ha annunciato il lancio di Majorana 1 (il nome è un omaggio al fisico italiano Ettore Majorana), primo processore quantistico al mondo basato su qubit topologici. Questa innovazione segna un punto di svolta nel settore, avvicinando l’azienda alla realizzazione di un computer quantistico scalabile fino a un milione di qubit.
Secondo l’azienda di Redmond, questa tecnologia consentirà di ottenere calcolatori quantistici realmente utili entro pochi anni, riducendo drasticamente i tempi di sviluppo precedentemente stimati in decenni.
Il processore Majorana 1, nonostante le sue potenzialità rivoluzionarie, ha dimensioni tali da poter stare nel palmo di una mano. La sua scoperta, pubblicata sulla piattaforma arXiv e sulla rivista Nature, apre la strada alla realizzazione di computer quantistici più compatti ed efficienti rispetto agli attuali modelli.
Il cuore della tecnologia: i qubit topologici
A differenza dei processori tradizionali basati sul silicio, Majorana 1 sfrutta un materiale innovativo, l’arseniuro di indio, combinato con superconduttori come l’alluminio. Quando questi materiali vengono raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto e sottoposti a campi magnetici, generano uno stato della materia mai osservato prima: né solido, né liquido, né gassoso, ma “topologico”.
Al centro di questa tecnologia ci sono i fermioni di Majorana, particelle esotiche che conducono elettricità e permettono di risolvere uno dei principali problemi del quantum computing: l’instabilità dei qubit. La loro struttura consente di ridurre gli errori e migliorare l’affidabilità del calcolo quantistico, garantendo una maggiore resistenza alle interferenze esterne.
Secondo Microsoft, i qubit topologici sono più piccoli, più veloci e più stabili di quelli tradizionali, oltre che più resistenti agli errori che affliggono l’attuale quantum computing.
Un omaggio a Ettore Majorana
Il nome del chip è un tributo al fisico teorico italiano Ettore Majorana, uno dei più grandi geni del XX secolo. Nato a Catania nel 1906 e collaboratore di Enrico Fermi, Majorana ha lasciato un’impronta indelebile nella fisica quantistica con la sua teoria sui fermioni che portano il suo nome. La sua misteriosa scomparsa nel 1938 resta ancora oggi uno dei più grandi enigmi della scienza.
Il ruolo strategico della Darpa e delle istituzioni Usa
L’innovazione di Microsoft non è passata inosservata. La Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) ha deciso di studiare il progetto per valutare se il superconduttore topologico possa accelerare la realizzazione di sistemi quantistici commerciali. Microsoft è ora una delle due aziende selezionate per la fase finale del programma Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC), che mira a sviluppare il primo computer quantistico commerciale capace di superare l’efficacia dei computer tradizionali.
La strada verso il milione di qubit
Secondo Chetan Nayak, technical fellow di Microsoft, Majorana 1 è stato progettato con un obiettivo chiaro: raggiungere un milione di qubit. Un livello di scala che è essenziale per rendere il quantum computing realmente utile. L’architettura di Majorana 1 permette un controllo digitale dei qubit, semplificando la progettazione e riducendo la necessità di calibrazioni analogiche complesse.
“Abbiamo fatto un passo indietro e ci siamo chiesti quali proprietà dovesse avere un transistor per l’era quantistica,” ha dichiarato Nayak. “È così che siamo arrivati a questa combinazione unica di materiali e design.”
Quali sono le implicazioni per il futuro
La possibilità di costruire un computer quantistico affidabile e scalabile avrà implicazioni rivoluzionarie in diversi settori:
- Chimica e materiali: scoperta di nuovi catalizzatori per la degradazione delle microplastiche o per la creazione di materiali autorigeneranti.
- Sanità: progettazione di farmaci e ottimizzazione delle reazioni enzimatiche per combattere malattie.
- Industria e ingegneria: sviluppo di materiali più resistenti alla corrosione e di processi produttivi più efficienti.
Microsoft sta già integrando queste tecnologie nel suo ecosistema Azure Quantum, creando una sinergia tra quantum computing, intelligenza artificiale e calcolo ad alte prestazioni.
La competizione nel settore quantistico
La corsa al quantum computing si sta intensificando. Google, nel dicembre scorso, ha presentato il chip Willow, capace di risolvere un calcolo in meno di cinque minuti che avrebbe richiesto ai supercomputer attuali 10 settilioni di anni, più dell’età dell’universo.
Nvidia, leader nel settore dei chip per l’intelligenza artificiale, ha recentemente espresso scetticismo sulla possibilità che i computer quantistici realmente utili diventino una realtà entro i prossimi 20 anni. Questa posizione, contestata da Microsoft e Google, ha avuto conseguenze rilevanti: le dichiarazioni del ceo Jensen Huang hanno infatti innescato un calo di valore, con miliardi di dollari andati in fumo nella capitalizzazione delle aziende del settore.
Ora, con Majorana 1, Microsoft si mette in pole position nella corsa al quantum computing, ponendosi come uno dei principali protagonisti nella sfida per il futuro della tecnologia.
