Rivoluzione Microsoft: nascono i nuovi superconduttori topologici. Ecco perché possono cambiare tutto

È indubbiamente l'inizio di una nuova era: Microsoft ha presentato Majorana 1, il primo chip quantistico al mondo basato su una nuova architettura chiamata "Topological Core" che darà il via allo sviluppo di computer quantistici che potranno risolvere problematiche una volta insormontabili, su scala industriale, nei prossimi anni e non in decenni come ipotizzato fino a poco tempo fa. I nuovi sistemi quantistici sono in grado di avere fino a un milione di qubit su un singolo chip.

Come funziona il nuovo chip

Microsoft ha creato i superconduttori topologici: si tratta di una particolare categoria di materiale sviluppata dal gigante tecnologico americano che raggiunge un nuovo stato della materia non solido, liquido o gassoso ma uno stato topologico. In questo senso verranno sfruttate le capacità del primo topoconduttore al mondo, un materiale innovativo che controlla e "osserva" le particelle Majorana per produrre qubit (l'equivalente dei bit tradizionali usati dai tradizionali pc) ovvero i "mattoni" per i computer quantistici. I topoconduttori e il nuovo chip daranno il via allo sviluppo di sistemi quantistici in grado di affrontare i problemi industriali e sociali più complessi.

L'idea di Microsoft

"Abbiamo fatto un passo indietro e abbiamo detto 'ok, inventiamo il transistor per l'era quantistica. Quali proprietà deve avere?'", ha dichiarato Chetan Nayak, membro tecnico di Microsoft. "Ed è proprio così che siamo arrivati ​​fin qui: combinazione particolare, qualità e dettagli importanti nel nostro nuovo stack di materiali hanno reso possibile un nuovo tipo di qubit e, in definitiva, la nostra intera architettura". Il nuovo chip da un milione di qubit sta nel palmo di una mano: le dimensioni così piccole sono fondamentali per fornire soluzioni trasformatice e concrete come la scomposizione delle microplastiche in materiali innocui ma anche l'invenzione di materiali auto-riparanti utili per l'edilizia ma anche per la produzione o l'assistenza sanitaria. "Fin dall'inizio volevamo realizzare un computer quantistico per un impatto commerciale, non solo per una leadership di pensiero", ha spiegato Matthias Troyer, membro tecnico di Microsoft.

Nuovi materiali

Quello che si chiama "topoconduttore", o "superconduttore topologico" è una categoria speciale di materiale in grado di produrre un qubit più stabile, veloce, piccolo e facilmente gestibile anche a livello digitale. Sulla rivista Nature è pubblicato la ricerca sulla novità rivoluzionaria di Microsoft dove viene spiegato nel dettaglio "quali sono le proprietà quantistiche esotiche del qubit topologico e anche di misurarle con precisione, un passaggio essenziale per l'informatica pratica. Questa svolta ha richiesto lo sviluppo di una pila di materiali completamente nuova composta da arseniuro di indio e alluminio, gran parte della quale Microsoft ha progettato e fabbricato atomo per atomo", spiegano gli sviluppatori. "Questa classe rivoluzionaria di materiali ci consente di creare una superconduttività topologica, un nuovo stato della materia che in precedenza esisteva solo in teoria".

Una nuova partnership

Oltre alla realizzazione del proprio hardware quantistico, Microsoft ha concluso una partnership con Quantinuum e Atom Computing (startup) così da raggiungere innovazioni scientifiche e ingegneristiche con i qubit odierni tra cui va ricordato l'annuncio, nel 2024, del primo computer quantistico affidabile del settore.

Cosa cambia adesso

L'annuncio odierno di Microsoft, oltre ad aver ridotto gli orizzonti della meccanica quantistica, apre la possibilità a un enorme ventaglio di novità oltre a quelle già citate: sarà possibile mappare in maniera matematica e con incredibile precisione le reazioni chimiche così come le interazioni tra molecole (enzimi), sarà possibile risolvere problematiche in ambito chimico, nella scienza dei materiali e in altri ambiti dove i computer attuali non riescono ad arrivare. "Ad esempio, potrebbero aiutare a risolvere la difficile questione chimica del perché i materiali subiscono corrosione o crepe. Ciò potrebbe portare a materiali auto-riparanti che riparano crepe nei ponti o parti di aerei, schermi di telefoni rotti o portiere di auto graffiate".

Tecnologia al servizio dell'uomo

Microsoft spiega che l'informatica quantistica darà la possibilità a ingegneri, scienziati, aziende e chiunque di effettuare progetti corretti al primo tentativo: la potenza di questa informatica, assieme all'intelligenza artificiale, consentirebbe di descrivere con un linguaggio semplice che tipo di nuovo materiale o molecola desidera creare e ottenere una risposta che funzioni immediatamente senza incorrere in errori e senza aspettare anni. "Qualsiasi azienda che produce qualcosa potrebbe semplicemente progettarla perfettamente al primo tentativo.

Ti darebbe semplicemente la risposta", ha affermato Troyer. "Il computer quantistico insegna all'intelligenza artificiale il linguaggio della natura in modo che l'intelligenza artificiale possa dirti semplicemente la ricetta per ciò che vuoi creare".