NOVO Chip Quântico Majorana 1 Deve Chegar a 1.000.000 de qBits Em Projeto Incrível da Microsoft

é pessoal hoje a gente vai falar sobre um pouquinho de computação quântica sobre esse novo chip da Microsoft chamado majorana que em inglês eles falam maiorana que parece um pouco com o nome daquela plantinha e a gente vai entender se eles estão viajando ou não Inclusive a gente vai falar um pouco sobre as limitações vai falar um pouco sobre o que as pessoas criticaram o que que elas estão dizendo sobre esse chip mas segundo a Microsoft Estamos no caminho da maior descoberta que vai levar aos melhores computadores do planeta nos próximos anos Muito provavelmente ente

É isso aí vamos lá pessoal Sempre agradecendo a todo mundo que se inscreveu a todo mundo que deixou seu like um agradecimento especial a todos os membros do canal então a notícia é essa daqui ó o chip majorana 1 da Microsoft abre um novo caminho para computação quântica e o chip é esse aqui ó majorana um esse aqui ó bem no meião bem no meio é o chip esse cara aqui do lado aqui ó tá controlando esse chip aqui do meio e todo o resto aqui são só coisas extras de controle tudo mais porém o

mais importante é essa meiuca aqui e olha só a Microsoft apresentou hoje o majorana 1 o primeiro chip quântico do mundo alimentado por uma nova arquitetura do núcleo topológico que segundo a empresa permitirá que computadores quânticos resolvam problemas significativos em escala industrial em anos e não décadas então aqui já foi muita informação já logo de cara a primeira delas e mais fácil de explicar é que o pessoal da quântica tá achando que pelo passo que as coisas estão andando vai levar mais ou menos uma década duas décadas até eles conseguirem o resultado consistente E aí

eles estão falando que agora com essa descoberta não vai ser décadas não vai ser alguns anos e a segunda coisa importante que eles estão falando aqui ó é que eles estão falando do tal do núcleo topológico que de forma resumida e de forma bem simplificada eles não vão trabalhar com um elemento do átomo eles não vão trabalhar com um spin eles não vão trabalhar com um elétron no nível quântico eles vão trabalhar com propriedades emergentes dos átom que seria mais ou menos numa explicação bem grosseira entender por exemplo o que que a ausência de certos

átomos causam num conjunto de átomos de forma resumida seria mais ou menos o seguinte imagina aqui que você tem vários elétrons e tá faltando um elétron aqui se esse elétron começa a mudar de lugar e por exemplo vem para cá existem coisas que você consegue perceber ali de eletromagnetismo existem coisas indiretas que você consegue perceber e chegar a certas conclusões de como que esses elétrons Estão lá dentro e é por isso que eles chamam isso aqui de quase partícula porque eles dizem que ó esse buraco aqui nesse oceano de elétrons tem algumas propriedades de alguma

coisa parecida com uma partícula se isso aqui fosse por exemplo uma caixa de ovo imagina que tá faltando os ovos aqui na ponta desse lado direito a Caixa vai ficar pensa Então você consegue perceber ó tá faltando ovo para aquele lado de lá mas se tivesse faltando ovo pro lado de cá você ia falar não tá faltando ovo pro outro lado e isso significa que dá para você ter uma noção de para onde que as coisas estão indo então então continuando aqui ó ele aproveita o primeiro topac condutor do mundo um tipo inovador de material

que pode observar e controlar partículas do majorana para produzir cubits mais confiáveis e escaláveis que são os blocos de construção dos computadores quânticos bom aqui ele falou mais coisas importantes eles não simplesmente conseguem observar como é que tá aquela caixa de ovo ali como eles conseguem controlar aquelas partículas para conseguir fazer os cálculos que eles precisam para conseguir chegar nos objetivos que eles querem porque o uma coisa é observar outra coisa é controlar e outra coisa é fazer as duas coisas e a outra coisa importante que tem esse tal desses q bits aqui que basicamente

é a diferença entre a computação clássica e a computação quântica na computação clássica eles usam os bits que são os zeros e uns para representar ali números representar letras representar uma série de coisas então quando você quer fazer um número que não é nem zero nem um que é o número dois por exemplo você precisaria por exemplo de dois bits e se você quiser fazer um nmero muito grande como 1 milhão 2 milhões 50 milhões você precisa de vários bits então por exemplo um computador normal hoje tem pelo menos 64 bits Isso significa que para

representar um número por exemplo ele pode utilizar aquele 64 bits Ou pode usar metade Ou pode usar menos do que aquilo mas que em geral vai usar 64 e agora imagina que ao invés de 64 bits para armazenar uma informação você usa um só que o bit que armazena a mesma informação então é bem mais econômico e bem mais rápido e aqui ó tem a outra coisa de ser confiável que é o outro problema da quântica que quando você trabalha diretamente com elétrons ou com algum outro elemento do átomo a interferência do ambiente se tem

ondas de rádio ou qualquer outro tipo de interferência do ambiente aquela conta maravilhosa que tava indo tudo bem É como se tivesse uma pessoa montando um castelinho de carta de baralho e chega alguém do nada e pu e derruba Todas aquelas cartas lá e tem que começar tudo de novo e por isso que a computação quântica atual atrapalha e se perde de horrores na hora de fazer computação e a segunda coisa são escaláveis que significa que você consegue aumentar aquele tamanho de bits que eles têm Então hoje em dia para vocês terem uma noção Se

a gente fosse olhar aqui a quantidade de cubits que os computadores quânticos atuais aqui ó até maio de 2024 tem vocês vão perceber que o número de kbits aqui é 32 32 32 49 53 os melhores computadores aqui ó computador atômico da IBM tem 1180 1121 e mais do que isso desses 1180 desses 1121 você não vai conseguir utilizar todos de uma vez só você vai ficar limitado a uma quantidade muito pequena então imagina que hoje nós estamos numa era de Inteligência Artificial que tem redes neurais que tem bilhões de parâmetros então a gente tá

falando de 1000 parâmetros que nem os 1000 dá para utilizar então isso dá para ter uma noção do quanto falta caminhar nesse negócio aqui ainda mas vamos continuar aqui ó da mesma forma que a invenção do semicondutor Condutores possibilitou os smartphones computadores e eletrônicos de hoje os top Condutores esse novo tipo de chip permitem oferecer um caminho para desenvolver sistemas quânticos que podem escalar para 1 milhão de qubits e são capazes de enfrentar os problemas industriais e sociais mais complexos de acordo com a Microsoft então algumas palavras importantes aqui ó podem escalar eles não criaram

ainda um computador que tem 1 milhão de kbits mas que eles estão imaginando que com isso que eles acabaram de fazer em algum momento eles vão conseguir chegar no Primeiro Milhão E se a gente já viu que nos computadores atuais 1000 kbits já é bastante 1 milhão é muito mas muito mais muito mais muito mais então é por isso que eles estão comemorando é mais ou menos o seguinte os pesquisadores de agora de hoje eles falaram assim ó gente resolvemos o problema da instabilidade resolvemos o problema da interferência porque essa tecnologia topológica aí resolve a

interferência só que a gente fez um computadorzinho ali minúsculo com 8 kbits pequeninho Mas que como tá resolvido esse problema agora é só a gente fazer esse negócio aumentar e é nessa página do livro que a gente está agora dá para fazer já fizemos um bem facilzinho de fazer resolvemos grandes problemas que estavam levantados mas ainda não fizemos e olha só aqui ó nós demos um passo atrás e dissemos Ok vamos inventar o transistor para a era quântica Que propriedades ele precisa ter então vocês estão entendendo Eles estavam trabalhando até agora no fundamento do transistor

da era quântica que foi o chetan nayak que falou o membro técnico da Microsoft e ele continua né E foi assim que chegamos aqui é a combinação particular a qualidade e os detalhes importantes em nossa nova pilha de materiais que permitiram um novo tipo de qbit e em última análise toda a nossa arquitetura então gente vocês estão entendendo o que que eles estavam querendo fazer um novo tipo de kbit e essa é a grande sacada e essa é a grande importância desse momento eles inventaram uma tecnologia nova ali que funciona essa nova arquitetura usada para

desenvolver o processador majorana oferece um caminho Claro para acomodar 1 milhão de kbits em um único chip que cabe na palma da mão de acordo com a Microsoft e aqui que muita gente ficou apavorada e muita gente está criticando por exemplo o ev blog ele pegou aqui uma animação e falou assim ó Tá mas o que que eles têm aqui no meio desse chip aqui ó tá vendo esses HS aqui tá meio apagado tá meio difícil de ver mas tem uns HS aqui no meio se a gente vai na do documentação aqui ó e a

gente olha os documentos da Microsoft ele tá falando que esse H aqui é um dispositivo de um único qbit e aqui ele tá falando que é um dispositivo de 2 kbits Então tem um h aqui tem um h aqui e tem uma barreira aqui no meio que Muito provavelmente que é para dar estabilidade aqui pro sistema e aqui no de 4.2 né tem 1 2 3 4 tem duas linhas com 4 kbits e aquelas Barreirinhas de estabilidade Muito provavelmente E aqui as matrizes um pouco mais longas então esse cara aqui comentou pô mas aqui tem

1 2 3 4 5 6 7 8 e aí ó quando você vai vendo aqui o vídeo que tá passando Ó aqueles oito aonde que estão esses oito cubits aqui esses oito kbits estão lá naquele chipz inho ali dentro bem no meio aqui do majorana 1 e é por isso que a galera tá reclamando falando assim tá eles não fizeram nada demais eles só colocaram 8 kbits ali e colocaram aqui dentro de um sistema já de computação quântica que tá dentro desse negoção aqui uma coisa importante aqui ó vocês perceberam que tava aqui o chip

e que tem todo esse negócio aqui em cima que parece uma lâmpada gigantesca toda a função desse negócio aqui é baixar a temperatura desse chip aqui porque justamente quando você começa a aumentar e colocar cada vez mais kbits mais aquilo aquece mais ele perde as propriedades fundamentais que ele deveria ter E essas propriedades fundamentais incluem uma coisa que a gente chama de supercondutores que é o momento em que a eletricidade não oferece resistência e para ter esse momento especial de eletricidade sem resistência você precisa estar em temp aturas absurdamente baixas mas continuando aqui ó esse

é um Limiar necessário para que os computadores quânticos forneçam soluções transformadoras e reais Como decompor microplásticos em subprodutos inofensivos ou inventar materiais autorre reparáveis para construção manufatura ou saúde então é essa promessa aqui que muita gente tá esperando fazer alguma coisa útil com computadores quânticos porque o que eles estão dizendo é com os computadores atuais com essa quantidade de q bits aqui não tem muita coisa que dá para fazer é mais uma brincadeira divertida ali é mais algo exploratório e menos algo útil pro mundo real e Eles continuam aqui ó todos os computadores atuais do

mundo operando juntos não podem fazer um computador quântico de 1 milhão de kbits será capaz de fazer e da onde vem esse tal desse 1 milhão de cubits Por que que a galera tá tão interessada nesse Primeiro Milhão aí porque gente eles estão entendendo que a partir de 1 milhão de cubits Eles já conseguem quebrar a criptografia dos sistemas criptográficos atuais que estão rodando pelo planeta Terra hoje então isso significa que eles já TM hoje um programa que faz uma quebra de criptografia porém ela não consegue fazer com a quantidade de caracteres que as criptografias

atuais TM Então por conta disso eles conseguem mas não conseguem entendeu já tem a tecnologia mas ela ainda não suporta o tamanho das coisas como elas estão hoje Qualquer coisa que você esteja fazendo no espaço quântico precisa ter um caminho para 1 milhão de kbits se não tiver você vai bater em uma parede antes de chegar a cala que pode resolver os problemas realmente importantes que nos motivam disse nayak Nós realmente trabalhamos em um caminho para 1 milhão Então tá entendendo gente antes desse 1 milhão dá para fazer as coisas hipoteticamente já tem coisas esperando

ali na fila para acontecer mas enquanto você não consegue fazer chegar no milhão Nem adianta para ficar claro de uma vez por todas É como se você tivesse um carro que anda 20 por hora você já sabe que o dia que tiver um carro que anda 150 por hora 200 por hora 300 por hora você vai conseguir fazer uma viagem do Sul do Brasil até o norte do Brasil mas enquanto esse carro só anda 20 por hora é melhor e Apex você chega primeiro essa que é a grande questão o top condutor ou supercondutor topológico

e a gente já falou né supercondutor é quando tem aquela temperatura baixa que ele tem a resistência baixa próxima de nula que você consegue ter performances absurdas é uma categoria especial de material que pode criar um estado inteiramente novo na matéria não sólido líquido ou gás mas um estado topológico e isso é aproveitado para produzir que bit mais estável que é rápido pequeno e pode ser controlado digitalmente sem os compromissos exigidos pelas alternativas atuais então aqui eles juntaram todos os problemas de uma vez só o problema da estabilidade porque quando você trabalha com o átomo

ali direto com os elétrons ali diretamente tem aquele problema da interferência quando você coloca o modelo topológico lá que você joga um monte de átomos fica muito mais estável ele tem essa questão que é rápido também ele é pequeno e que ele pode ser controlado digitalmente porque o que que tá acontecendo aqui ó imagina que você tem um problema você quer melhorar a estabilidade do sistema antigo daí ele vai falar assim bom aí eu vou fazer ele ficar um pouco maior e um pouco mais lento e aí você aumenta ele fica mais lento e fica

maior daí que que acontece começa a crescer e você não consegue resolver o problema de aquecimento e aí começa a ficar grande demais e aí não tem mais jeito de resfriar E aí você tem que voltar a ser pequeno e quando volta a ser pequeno Começa a dar interferência ência e você entra nesse loop que você não consegue resolver aparentemente usando esse estado topológico aqui eles conseguiram resolver a estabilidade a velocidade o tamanho e a possibilidade de controle um novo artigo publicado na quarta-feira pelo Portal Nature descreve como os pesquisadores da Microsoft foram capazes de

criar propriedades quânticas exóticas do qbit topológico e medi-las com precisão um passo essencial para computação prática então voltamos aqui no ponto fundamental eles não fizeram um computador quântico de 1 Milhão de kbits Eles simplesmente fizeram o melhor que bits da atualidade isso que tem que ficar claro essa descoberta exigiu o desenvolvimento de uma nova pilha de materiais feitas de arseneto de índio e alumínio não não tem um índio lá dentro gente é simplesmente um elemento químico grande parte dos quais a Microsoft projetou e fabricou átomo por átomo E é isso que eles estão falando ali

o negócio está numa qualidade que eles estão mexendo átomo por átomo para fazer as coisas funcionarem o objetivo era induzir a existência de novas partículas quânticas chamadas de majorana e aproveitar suas propriedades únicas para alcançar o próximo Horizonte da Computação quântica afirma a Microsoft E essas partículas quânticas majoran aqui é em homenagem ao cara que inventou ela e que estava prevendo que elas iam ser encontradas algum dia que muita gente diz que não são partículas uma vez que elas são medições indiretas de outras partículas o primeiro núcleo topológico do mundo que alimenta o majorana 1

é confiável por seu design incorporando resistência a erros no nível de hardware tornando-o mais estável isso é um negócio interessante o que que acontece hoje nos computadores quânticos eles cometem erros eles têm que ficar corrigindo os erros e tem toda uma tecnologia de correção de erro e de coisas para evitar interferência mas mesmo assim mesmo dando erros mesmo cometendo erros Eles ainda são úteis porque tem um percentual de acerto ali que ainda é bom então Tecnicamente aqui eles estão diminuindo o erro mas provavelmente não estão zerando ele não aplicações comercialmente importantes também exigirão trilhões de

operações e um milhão de qubits o que seria proibitivo com as abordagens atuais que dependem do controle analógico fino de cada qbit então ó se vocês não pegaram aqui eles estão falando que os modelos atuais têm controle analógico e eles estão falando que eles estão fazendo controle digital isso significa que você vai controlar cada detalhe digitalmente degrauzinho por degrauzinho sem precisar contar com a sorte a nova abordagem de medição da equipe Microsoft permite que os cubits sejam controlados digitalmente redefinindo e simplificando vasta como a computação quântica funciona bom se você não tá ligado o que

que é isso de que ser digital e ser analógico sabe quando você tá ajustando o volume do seu rádio que você gira o botão ali e vai mudando 1 2 3 4 5 lá até 50 até 100 Aí você coloca no número 100 e tá top ou você coloca no número 50 tá beleza fechou agora imagina que você gira esse botão e não vê aquele número Escrito Lá você põe ali no meio você fal assim tá no meio Eu acho que tá tá no 70% daí você gira lá ah eu acho que tá essa é

a diferença do análogo Lógico o analógico ele é impreciso você sabe mais ou menos se tá no metade você sabe mais ou menos se tá no 70 mas você não sabe se tá no 75.1 ou no 75.2 você só sab assim ah eu acho que tá perto do 75 e por isso que o controle digital é muito importante esse Progresso valid a escolha da Microsoft feita anos atrás de buscar um design de qbit topológico um desafio científico e da engenharia de Alo risco de alta recompensa que agora está dando frutos e isso gente foi mais

ou menos o seguinte tava todo mundo utilizando os bits normais lá utilizando átomos e os elétrons ali do jeito mais clássico e a Microsoft falou assim ah eu vou tentar esse negócio topológico aqui e Seja o que Deus quiser e como ele tinha um alto risco a chance de dar errado é muito alta ninguém quis se meter mas por outro lado Se desse certo a recompensa também era alta que é o que eles estão colhendo agora é aquela história dos Três Porquinhos né do que construiu a casinha de palha e do que construiu a casinha

de tijolo hoje a empresa colocou 8 kbits topológicos em um chip projetado para escalar para 1 milhão então então gente Realmente são oito kbits topológicos que eles fizeram Nem adianta chorar é isso aí que tem hoje não temos 1 milhão essa abordagem levou a Defense Advanced research projects Agency a darpa que todo mundo já deve ter ouvido falar dos Estados Unidos uma agência Federal que investe em tecnologias inovadoras para segurança nacional a incluir a Microsoft em um programa rigoroso para avaliar se tecnologias inovadoras como computação quântica poderiam construir sistemas quânticos comercialmente relevantes mais rápidos do

que se acreditava ser possível então gente quando a gente fala de darpa vocês perceberam né estamos falando no sistema de defesa dos Estados Unidos e por isso essa parte de computação quântica está muito associada com segurança nacional está muito associada com uma vantagem tecnológica que um país pode ter em relação aos outros é a mesma coisa que tá acontecendo com a inteligência artificial ela tá muito associada à inteligência de um país e à Soberania de um país quem domina Essas tecnologias vai est lá na frente quem não domina vai ficar lá para trás a Microsoft

agora é uma das duas em convidadas a passar uma a Microsoft agora é uma das duas empresas convidadas a passar para a fase final do programa de unexplored Systems for utility scale Quantum computing da darpa um dos programas que compõe a maior iniciativa de bmk quântico da darpa que Visa entregar o primeiro computador quântico tolerante a falhas em escala utilitária da indústria ou seja cuja utilidade computacional excede seus custos então gente olha só eles estão falando de primeiro computador quântico Toler an a falhas essa parte aqui ó tolerante a falhas é que ele aceita falhas

ele não vai ser perfeito como eu já tinha falado anteriormente se ele fosse intolerante a falhas ele seria perfeito e tudo que ele faz ali tá tudo certo porém como eles estão na corrida do Milhão ali para conseguir chegar nos milhões de kbits se você colocar um critério de intolerância a falha de repente você nem consegue fazer esses 1 milhão porém se ele tiver utilidade computacional mesmo tendo falhas é o que acontece hoje com a inteligência artificial ela lucina ela faz algumas besteiras ali mas ela é útil ela gera coisas que tem valor e a

quantidade de erros que ela comete é bem menor do que o benefício que ela proporciona e por isso que a gente usa e essa é a lógica do custo benefício se tiver mais benefício do que prejuízo fechou Valeu tamo junto ele simplesmente te dá a resposta então eles começam a mostrar aqui ó por exemplo elas poderiam ajudar a resolver a difícil questão química de porque os materiais sofrem corrosão ou rachaduras e isso poderia levar a materiais auto Pará veis que consertam rachaduras em Pontes ou peças de aviões telas de telefones quebradas ou portas de carros

arranhadas isso porque para esse tipo de problema que eles estão tentando resolver no nível atômico se for feito num computador normal ele vai levar milhares de anos para conseguir resolver e com o quântico daria certo e outra coisa ó como Existem muitos tipos de plásticos atualmente não é possível encontrar um catalisador único que possa quebrá-los e é especialmente importante para limpar microplásticos ou combater a poluição por carbono a computação quant poderia calcular as propriedades de Tais catalisadores para decompor poluentes em subprodutos valiosos ou desenvolver alternativas não tóxicas desde o início então essa parte de microplástico

é a poluição que tá acontecendo nos oceanos hoje que tá realmente absurda e já tá causando problemas de saúde nas pessoas eles também citam aqui enzimas um tipo de catalisador biológico que poderiam ser aproveitados de forma mais eficaz na saúde na agricultura graças a cálculos precisos sobre seu comportamento que apenas a computação quântica pode fornecer isso poderia levar avanços que ajudariam a erradicar a fome Global aumentando a fertilidade do solo para aumentar a produção ou promovendo o crescimento sustentável de alimentos em climas adversos Então como vocês podem ver se isso der certo algum dia a

utilidade é gigantesca principalmente no nível microscópico de coisas que estão acontecendo que hoje a gente não consegue controlar que a gente vai conseguir aí você deve estar se perguntando Bob mas esse negócio aí eu nunca vou pôr a mão eu moro no Brasil eu nunca vou conseguir programar um computador quântico E aí que você se engana existem alguns lugares por exemplo a Microsoft tem um programa aqui que ensina você a rodar programas quânticos aqui ó learn Quantum computing with Microsoft Quantum busca aqui ó Microsoft Quantum aí no Google vocês vão encontrar esses site aqui que

tem uma Parte Educacional e Inclusive tem alguns exemplos aqui como esse aqu eles estão falando isso aqui é um Quantum hello world ele tá falando assim ó esse código em q Sharp aqui ó gera um bit randômico setando um qbit numa superposição de computação de estados básicas zero e 1 e retorna O resultado medido E aí você me pergunta Bob você entendeu o que que ele tá falando é entendi daquele jeito né Vamos dar um Run aqui ó ele rodou o programinha aqui e ele me deu 60% de chances de tá em um e me

deu 40% de chances de est em zero e escreveu aqui hello world basicamente ele rodou 10 tentativas ó Na tentativa um de 10 deu um na dois de 10 deu 1 na TR de 10 deu zero na 4 de 10 deu zero na 5 de 10 deu zero e por aí vai e ele chegar aqui nessa Contagem final de que dá 60 para 40 então desculpa aí se você nunca fez um programa quântico eu acabei de rodar o meu primeiro programa quântico da minha vida Daí você pode me perguntar Bob mas eu não gosto da

Microsoft Eu não quero fazer Ná da Microsoft então tem outros lugares por exemplo aqui na IBM que tem esse Kiss kit aqui que vai fazer a mesma coisa tem uma parte aqui que você vai aprender né algumas ferramentas alguns get started tutoriais E por aí vai que você consegue aprender e utilizar esses kits de computação com quântica aí você me pergunta mas foi um computador quântico que fez isso daqui não não foi isso aqui provavelmente é uma simulação em computador clássico imitando computador quântico mas é o suficiente para você começar a compreender o que tá

acontecendo e se você gostar desse assunto e você começar se desenvolver nesse assunto você vai correr atrás e vai passo a passo ali até chegar num dia que você vai estar trabalhando numa IBM ou trabalhando numa Microsoft ou de repente um empresário aí brasileiro que decide fazer computação quântica no Brasil por que não comenta aqui o que você tá pensando que eu tô curioso para saber se você se empolgou se você tá achando que isso tudo é zoeira ou se vai dar certo vamos chegar nesse Primeiro Milhão de cubits mesmo comenta aqui que eu quero

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