Como os MZMs são estados “topológicos”, suas configurações não podem ser facilmente invertidas por flutuações aleatórias para introduzir erros no cálculo. Em vez disso, os estados são como uma reviravolta em um cinto de dobra que não pode ser suavizado, a menos que a fivela seja desfeita. Os qubits topológicos sofreriam, portanto, muito menos com os erros que afligem os computadores quânticos atuais e que limitam a escala dos cálculos que podem suportar. Como a correção de erros quânticos é um dos problemas mais desafiadores para ampliar os computadores quânticos, “queremos algum nível interno de proteção contra erros”, explica Nayak.
Há muito se pensa que os MZMs podem ser produzidos nas extremidades dos fios em nanoescala feitos de um materials supercondutor. De fato, os pesquisadores da Microsoft tentam há vários anos fabricar essas estruturas e procurar a assinatura característica dos MZMs em suas dicas. Mas pode ser difícil distinguir essa assinatura daqueles de outros estados eletrônicos que podem se formar nessas estruturas.
Em 2018, pesquisadores de laboratórios nos EUA e na Holanda (incluindo a Universidade de Tecnologia de Delft e a Microsoft), alegou ter evidências de um MZM em tais dispositivos. No entanto, eles tiveram que retirar o trabalho depois que outros levantaram problemas com os dados. “Essa história está tornando alguns especialistas cautelosos com a nova reivindicação”, diz Aaronson.
Agora, porém, parece que Nayak e colegas quebraram os desafios técnicos. No Natureza Papel, eles relatam medições em uma heteroestrutura de nanofios feita de alumínio supercondutor e arseneto de índio semicondutor que são consistentes com, mas não a prova definitiva de MZMs que se formam nas duas extremidades. O avanço essential é uma capacidade de medir com precisão a paridade dos estados eletrônicos. “O artigo mostra que podemos fazer essas medidas de maneira rápida e precisa”, diz Nayak.
“O dispositivo é uma conquista notável do ponto de vista da ciência e fabricação de materiais”, diz Ivar Martin, cientista de materiais do Laboratório Nacional de Argonne em Illinois. “Eles estão trabalhando duro para esses problemas e parece que estão chegando a controlar as complexidades”. No comunicado à imprensa, a equipe da Microsoft afirma agora ter colocado oito qubits topológicos de MZM em um chip chamado Majorana 1, que foi projetado para abrigar um milhão deles.
Mesmo se a reivindicação da Microsoft se levantar, muito ainda precisará ser feito para ir de um único MZM para um computador quântico, diz Hensinger. A computação quântica topológica está “provavelmente de 20 a 30 anos atrás das outras plataformas”, diz ele. Martin concorda. “Mesmo que tudo test -out e o que eles perceberam são MZMs, limpando -os para aproveitar ao máximo a proteção topológica ainda exigirá um esforço significativo”, diz ele.
Independentemente do debate sobre os resultados e como eles foram anunciados, os pesquisadores apoiam os esforços da Microsoft para produzir um computador quântico topológico. “Como um cientista que gosta de ver as coisas tentadas, sou grato por pelo menos um jogador ficar com a abordagem topológica, mesmo quando acabou sendo um trabalho longo e doloroso”, diz Aaronson.
“A maioria dos governos não financia esse trabalho, porque é muito arriscado e caro”, acrescenta Hensinger. “Então é muito bom ver que a Microsoft está entrando lá.”
Reimpresso com permissão de Mundo da físicauma publicação do Instituto de Física. Leia o artigo unique aqui.
