Supercondutividade Tripla e Qubits Quânticos

A maioria dos protótipos atuais de computadores quânticos utiliza materiais supercondutores para realizar a computação quântica, pois esses materiais conseguem manter as propriedades quânticas mais estáveis, sendo a principal alternativa o chamado “computador quântico de íons aprisionados”.

Até o momento, apenas os modelos de íons aprisionados demonstraram ser suficientemente confiáveis, mas são muito limitados quanto ao número de qubits úteis que podem conter (o equivalente quântico de um bit de computador convencional).

É claro que a opção ideal seria melhorar os materiais supercondutores para que se tornem adequados a cálculos quânticos. E alguns esforços foram feitos nessa direção, notavelmente com a cirurgia de rede e com qubits de maior durabilidade. Mas ainda assim, isso tem se mostrado insuficiente para criar computadores quânticos supercondutores comerciais e escaláveis.

Outro campo avançado da ciência da computação é a espintrônica, que utiliza as características quânticas das partículas, o spin, em vez de cargas elétricas como na computação eletrônica clássica. Até agora, a computação quântica e a espintrônica têm sido apenas parcialmente relacionadas, mas não diretamente integradas, pois os materiais supercondutores não possuem spin. Pelo menos até o momento.

(Você pode saber mais sobre espintrônica em nosso artigo dedicado a essa tecnologia)

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia e da Università degli Studi di Salerno (Itália) pode ter descoberto um supercondutor triplo, um tipo de supercondutor com propriedades de spin únicas.

Esse novo tipo de material supercondutor pode ser um divisor de águas para a construção de computadores quânticos supercondutores. Eles publicaram suas descobertas na Physical Review Letters, sob o título “Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects”.

“Um supercondutor triplo está no topo da lista de desejos de muitos físicos que trabalham na área de física do estado sólido. Materiais que são supercondutores triplos são uma espécie de ‘Santo Graal’ na tecnologia quântica e, mais especificamente, na computação quântica.”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

Entretanto, outra equipe de pesquisadores do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, do Leiden Institute of Advanced Computer Science (Holanda), da Chalmers University of Technology (Suécia), da Universidade de Regensburg (Alemanha) e da empresa Quantum Machines descobriram como detectar defeitos, um problema chave que aflige materiais supercondutores, com uma nova forma de detecção eficiente de flutuações.

Eles publicaram suas descobertas na Physical Review X2, sob o título “Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits”.

Supercondutores Triplos

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Por que isso importa?

Em teoria, o spin poderia ser um meio perfeito de transferência de informação quântica entre qubits e entre diferentes computadores quânticos.

O problema é que, em sua forma atual, a tecnologia é instável demais e a transferência de informação é complexa demais para ser de uso prático.

No entanto, isso pode não ser verdade se tivermos acesso a supercondutores triplos. Isso porque eles podem transferir spin sem perda de energia, de modo que as partículas supercondutoras agora carregam spin consigo.

“Supercondutores triplos possibilitam uma série de fenômenos físicos incomuns. Esses fenômenos têm importantes aplicações na tecnologia quântica e na espintrônica.”
Professor Jacob Linder – Norwegian University of Science and Technology

Portanto, enquanto um supercondutor singlete mais comum pode conduzir energia sem resistência, um supercondutor triplo também poderia conduzir correntes de spin com resistência absolutamente zero. Como resultado, um computador quântico ou espintrônico poderia ser ultra‑rápido e ainda operar consumindo quase nenhuma energia!

Ligas de Nióbio–Rênio

Em seu trabalho, os pesquisadores descobriram que NbRe, uma liga de nióbio–rênio, apresenta comportamento característico de um supercondutor triplo.

Mais precisamente, eles encontraram o “efeito válvula de spin inversa”, um caso especial de magnetorresistência gigante, uma propriedade magnética de materiais em múltiplas camadas, cuja descoberta recebeu o Prêmio Nobel de 2007.

Isso não é, por si só, prova de que NbRe é um supercondutor triplo, mas definitivamente demonstra que ele não se comporta como um supercondutor singlete convencional deveria.

Potencial a Longo Prazo

Essa descoberta tem potencial adicional, pois NbRe está prontamente disponível em forma de filme fino, e a simplicidade da heteroestrutura a torna especialmente viável como uma plataforma potencialmente escalável para espintrônica supercondutora.

Além disso, o material funciona como supercondutor a uma temperatura relativamente alta (pelo menos pelos padrões dos materiais supercondutores), ou seja, apenas 7 graus Celsius acima do zero absoluto, a -273,15 °C (−459,67 °F), enquanto a maioria dos outros materiais candidatos precisa de apenas um grau acima do zero absoluto.

Entretanto, tanto o nióbio quanto o rênio são metais caros e raros, portanto não tornarão os computadores quânticos mais baratos diretamente.

O próximo passo será que outros pesquisadores confirmem essas descobertas e realizem testes adicionais apontando para a supercondutividade tripla.

Supercondutores triplos também podem ser usados para criar um tipo muito exótico de partícula chamada “partícula de Majorana”, que é sua própria antipartícula. Portanto, ela pode realizar cálculos em um computador quântico de forma estável.

À medida que outros pesquisadores também se aproximam de aproveitar as partículas de Majorana e a Microsoft já possui um chip com Modos Zero de Majorana (MZMs), isso parece ser uma direção cada vez mais promissora para o futuro avanço da computação quântica.

Detecção de Defeitos em Materiais Quânticos

Mudanças Muito Rápidas

Os materiais nos quais os qubits são incorporados frequentemente apresentam defeitos que são responsáveis pela falta de confiabilidade do qubit. Esses defeitos podem flutuar espacialmente de forma extremamente rápida, às vezes centenas de vezes por segundo.

Portanto, o método atual de detecção desses defeitos, que pode levar até um minuto, é completamente insuficiente para capturá-los. Na verdade, ninguém sabia exatamente quão rápido isso acontecia até agora.

Em vez disso, os pesquisadores são forçados a medir uma taxa média de perda de energia, o que frequentemente fornece uma visão incompleta do verdadeiro desempenho do qubit.

Como resultado, os computadores quânticos que dependem da supercondutividade precisam recorrer a muitos “truques” para ainda conseguir executar seus cálculos, mesmo quando, muitas vezes, o qubit sofreu decoerência, sem que o usuário possa detectá‑la.

Usando Computadores Clássicos para Ajudar

Para acelerar a detecção de defeitos, os pesquisadores usaram um Field-Programmable Gate Array (FPGA), um controlador especializado. Esses chips especializados não são tão flexíveis quanto os usados em CPUs ou GPUs, mas são ultra‑especializados, muito mais rápidos em uma tarefa específica e consomem menos energia.

Ao executar o experimento diretamente no FPGA, eles puderam formar uma “melhor estimativa” de quão rapidamente o qubit perderia sua energia com base em apenas algumas medições.

Embora isso pareça uma solução óbvia, programar o FPGA corretamente foi muito desafiador, especialmente se o FPGA precisar ser um pouco flexível.

O método que eles usaram é que o chip atualiza seu “conhecimento” interno, chamado modelo Bayesiano, após cada medição de qubit.

Fonte: Physical Review X

Isso permitiu que o sistema se adaptasse continuamente ao aprendizado sobre o estado do qubit da forma mais eficiente possível.

“O controlador permite uma integração muito estreita entre lógica, medições e feedforward: esses componentes tornaram nosso experimento possível.”
Professor Associado Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

Rumo à Calibração em Tempo Real

Até agora, a indústria de computação quântica precisava apenas “esperar” que seus qubits ainda estivessem funcionando, e trabalhava arduamente para reduzir a probabilidade e a velocidade da decoerência.

Mas essa nova abordagem abre caminho para cálculos que selecionam ativamente qubits confiáveis, mesmo com materiais menos que perfeitos.

“Com nosso algoritmo, o hardware de controle rápido pode identificar qual qubit está ‘bom’ ou ‘ruim’ basicamente em tempo real. Também podemos coletar estatísticas úteis sobre os qubits ‘ruins’ em segundos, em vez de horas ou dias.”
Professor Associado Morten Kjaergaard – Niels Bohr Institute

A longo prazo, isso abrirá um novo campo de investigação, onde haverá uma melhor compreensão do que torna um qubit individual “ruim”, em vez de depender de médias e suposições.

Conclusão

Assim como no alvorecer da eletrônica, o progresso da computação quântica virá de uma multiplicidade de direções.

Um aspecto importante será a produção de materiais supercondutores melhores, capazes de criar qubits mais estáveis e duráveis. E talvez também transportar informação na forma de uma corrente de spin supercondutora ao mesmo tempo.

Entretanto, a detecção aprimorada da decoerência de um determinado qubit poderia fornecer um método baseado em sensores e software para melhorar radicalmente o desempenho sem depender de materiais mais complexos ou difíceis de fabricar.

Investindo em Inovação na Computação Quântica

Microsoft

Embora a Microsoft seja mais conhecida por sua forte presença em sistemas operacionais com o Windows, ela também é uma potência em muitos outros campos tecnológicos.

Por exemplo, ela lidera em soluções empresariais, incluindo o Office (Outlook, Word, Excel e PowerPoint), mas também chamadas corporativas (Teams), armazenamento em nuvem compartilhado (OneDrive), Visio (diagramas, gráficos), Loop (espaço de trabalho colaborativo) e Access (banco de dados).

Embora não seja a líder em serviços de nuvem (dominado pela AWS da Amazon), a Microsoft representa 20% da infraestrutura global de nuvem por meio de sua plataforma Azure, tão grande quanto a soma das participações do Google, Alibaba e Oracle.

Fonte: Statista

A Microsoft também é proprietária do LinkedIn, GitHub, Xbox e de muitos dos maiores estúdios de videogame do mundo.

Quando se trata de IA, a Microsoft tem se concentrado mais em casos de uso técnicos e aplicações empresariais do que em aplicativos de consumo, notavelmente com o programa AI4Science, sobre IAs úteis para pesquisa científica.

Isso inclui, por exemplo, acelerar o trabalho de cientistas de materiais para projetar novas moléculas ou eletrodos de bateria, permitindo que uma IA reduza 32 milhões de materiais potenciais para 500 mil candidatos e, em seguida, para 800 em menos de 80 horas.

Fonte: Microsoft

Empresas como a Unilever já estão usando essa “Química Generativa” para acelerar suas descobertas científicas.

Até agora, no que diz respeito à computação quântica, a Microsoft parecia estar atrasada em comparação com Google ou IBM; ela oferecia serviços de computação quântica em nuvem com Azure Quantum. O serviço também pode oferecer “computação híbrida”, combinando computação quântica com serviço tradicional de supercomputador baseado em nuvem.

Fonte: Microsoft

Desde que a Microsoft lançou seu próprio chip baseado em partículas de Majorana no início de 2025, a empresa se tornou uma das líderes globais em computação quântica.

Com novos materiais como supercondutores triplos ou novas possibilidades de calibração em tempo real, é provável que a Microsoft continue progredindo e integre essas novas ferramentas em seus próprios computadores quânticos.

(Você também pode ler nosso artigo que destaca a Microsoft como um todo em mais detalhes para entender melhor a empresa)

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Microsoft (MSFT)

Estudo Referenciado

<sup>1. F. Colangelo et al, Unveiling Intrinsic Triplet Superconductivity in Noncentrosymmetric NbRe through Inverse Spin-Valve Effects. Phys. Rev. Lett. 135, 226002 – Publicado 25 November, 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/q1nb-cvh6
2. Fabrizio Berritta, et al. Real-Time Adaptive Tracking of Fluctuating Relaxation Rates in Superconducting Qubits. Phys. Rev. X 16, 011025 – Publicado 13 February, 2026. DOI: https://doi.org/10.1103/gk1b-stl3</sup>