Microsoft presenta il chip quantistico rivisto Majorana 2 – scetticismo nella comunità scientifica persiste

Tecnicamente, Majorana 2 si basa sui cosiddetti Tetroni. Si tratta di una variante di qubit topologici, che consistono in due nanofili superconduttori con modi nulli di Majorana alle estremità. L'informazione quantistica dovrebbe essere memorizzata tramite la parità, ovvero la sua caratteristica di essere pari o dispari, del numero di elettroni nel filo topologico. Le operazioni fondamentali avvengono tramite misurazioni, dove ogni misurazione di parità fornisce un valore di 0 o 1.

Principio di funzionamento: Tetroni e memorizzazione della parità

Secondo Microsoft, la piattaforma di intelligenza artificiale Microsoft Discovery ha svolto un ruolo centrale nello sviluppo. L'intelligenza artificiale basata su agenti ha controllato i flussi di lavoro, automatizzato le misurazioni, ottimizzato i processi di produzione e individuato errori precedentemente non rilevati. Ciò è particolarmente rilevante poiché la creazione di uno stato topologico richiede la coordinazione di centinaia di parametri, un processo che richiederebbe settimane se fatto manualmente.

Microsoft ha inoltre dimezzato la roadmap originale e ora punta all'anno 2029 per un computer quantistico scalabile e commercialmente utilizzabile. Anche concorrenti come Google con il chip Willow e IBM con il chip Nighthawk stanno lavorando verso questo obiettivo, puntando su un numero crescente di qubit superconduttori con correzione degli errori migliorata. IBM annuncia investimenti per circa dieci miliardi di dollari nei prossimi anni per questo scopo.

Dubbi persistenti nella comunità scientifica

Allo stesso tempo, la disputa scientifica sull'approccio topologico di Microsoft rimane aperta. Al centro della questione c'è la domanda se i segnali misurati indichino inequivocabilmente modi nulli di Majorana o se possano essere spiegati anche da effetti più convenzionali. Già nel febbraio 2025, Microsoft aveva suscitato scalpore con Majorana 1, il cui predecessore aveva sollevato notevoli dubbi tra molti fisici. L'esistenza di particelle di Majorana non è considerata provata in modo inequivocabile dalla comunità scientifica.

Un precedente articolo su Nature di un team Microsoft del 2018, che rivendicava la prima osservazione di uno stato di Majorana, è stato ritirato nel 2021 perché l'analisi dei dati originale non soddisfaceva gli standard di qualità scientifica. In questo contesto, gli scienziati chiedono che Microsoft renda i suoi risultati pubblicamente accessibili in modo che possano essere verificati in modo indipendente. Microsoft giustifica la sua reticenza con la protezione dei segreti commerciali.

Validazione esterna da parte di DARPA e competizione in Europa

Microsoft ha tuttavia fornito dati riservati all'agenzia di ricerca della difesa statunitense DARPA, che sta attualmente valutando diversi approcci tecnologici per la costruzione di computer quantistici. DARPA ha incluso Microsoft tra le sole due aziende ammesse alla fase finale del suo programma di benchmarking quantistico. In questa fase, Microsoft dovrà sviluppare un prototipo tollerante ai guasti basato su qubit topologici. La valutazione di DARPA fornisce un quadro esterno, ma non sostituisce una verifica scientifica indipendente delle affermazioni centrali di Microsoft.

Henry Legg, docente di fisica quantistica all'Università di St. Andrews in Scozia, ha formulato la critica in modo incisivo. "Microsoft può usare tutto il piombo che vuole. Questo non protegge l'azienda dal principio scientifico fondamentale che i risultati devono essere riproducibili", ha detto. Zander, al contrario, si è mostrato convinto: "Abbiamo studiato la fisica abbastanza a fondo. Non spenderei i soldi se avessi la sensazione che stiamo andando nella direzione sbagliata."

Anche in Europa si sta lavorando a computer quantistici. L'azienda finlandese IQM e le startup tedesche EleQtron, SaxonQ e PlanQC sono considerate pioniere. Anche il produttore di semiconduttori di Monaco Infineon è attivo in questo campo. Google, Amazon e alcune aziende cinesi, oltre a Microsoft, IBM e le aziende europee, sono tra gli attori che vogliono aprire la strada a un computer quantistico commercialmente utilizzabile. I prossimi anni diranno se l'approccio topologico di Microsoft sarà in grado di soddisfare le aspettative riposte in esso.

I dettagli su Majorana 2 sono pubblicati nel paper scientifico "20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device". In esso, il team descrive il passaggio dall'alluminio al piombo come superconduttore e l'aggiornamento della regione semiconduttrice attiva a una combinazione di arseniuro di indio e arseniuro di indio-antimonio. Secondo Microsoft, il gap energetico topologico in Majorana 2 è più del doppio rispetto al modello precedente. Tuttavia, il piombo è solubile in acqua e viene lavato via nei processi di produzione convenzionali per i chip quantistici, motivo per cui il cambio di materiale rappresenta anche un intervento significativo dal punto di vista del processo.