É como se a computação baseada na lógica binária — os bits — estivesse chegando ao seu limite. Desenvolver computadores cada vez mais poderosos tem sido a resposta da indústria e de instituições de pesquisa para a resolução de problemas complexos, mas chegará o momento em que essa abordagem se tornará inviável — já é, de certa forma. Essa é a principal razão para a computação quântica ser alvo de estudos nos laboratórios de gigantes da tecnologia. Cada uma dessas companhias trabalha com uma linha de pesquisa diferente, mas todas têm uma característica em comum: o bit quântico ou, simplesmente, qubit. Enquanto um bit “normal” assume um estado representado por 0 ou 1, um qubit pode assumir 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores. Essa abordagem abre um leque gigantesco de possibilidades. A própria Microsoft faz uma comparação que dá uma noção mais clara desse cenário:

O tal do “qubit topológico”

Na comparação com pesquisas conduzidas por companhias como IBM e Google, parece que a Microsoft está atrasada quando o assunto é computação quântica. Não é que a companhia começou tarde — as suas pesquisas já duram cerca de duas décadas; é que a sua linha de pesquisa é extremamente complexa por ter como base um conceito relativamente novo e, como tal, com propriedades ainda não totalmente conhecidas: o qubit topológico que, por sua vez, se baseia nas quase-partículas (fenômenos microscópicos cujo comportamento lembra o de uma partícula). Você já ouviu falar em férmion de Majorana? Trata-se de um conceito introduzido pelo físico italiano Ettore Majorana (daí o nome) que descreve uma quase-partícula — ou quasipartícula — que é a sua própria antipartícula, ou seja, que se aniquila quando encontra outra com a mesma massa, mas propriedades elétricas opostas. Qual a relação do férmion de Majorana com a computação quântica? Bom, os qubits são extremamente suscetíveis a ruídos ou perturbações de ordem eletromagnética. Como consequência, um dos vários desafios dos estudiosos da área é descobrir formas de manter os qubits estáveis. Chetan Nayak, um dos especialistas da Microsoft, explicou ao Ars Technica que as pesquisas da Azure Quantum tentam superar esse problema por meio de um fio supercondutor em forma de ‘U’ que, quando exposto a um campo magnético específico — a fase topológica —, permite que as suas extremidades contenham um életron. Esse estado é chamado de modo zero de Majorana. De acordo com a Microsoft, informações quânticas podem ser codificadas em um par de modos zero de Majorana fisicamente separados:

O computador quântico ainda é um sonho

Os modos zero de Majorana precisam ser conectados a um ponto quântico próximo para serem utilizados como qubits. A Microsoft não chegou a realizar esse procedimento, mas as suas pesquisas mais recentes conseguiram fazer a fase topológica funcionar. A própria companhia reconhece que ainda há muito trabalho a ser feito, mas nem por isso deixa de celebrar o avanço mais recente, como comenta Lauri Sainiemi, gerente-geral da Azure Quantum:

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