Microsoft представи първия си квантов чип с революционна технология (ВИДЕО)

Microsoft се включи в надпреварата за квантови изчисления, като представи своя чип Majorana 1 и сигнализира за потенциално ускоряване на графика на технологията. „Години, а не десетилетия“, твърди компанията, като повтаря подобни прогнози на гиганти в индустрията като Google и IBM, което предполага, че сеизмичната промяна в компютрите може да е по-близо, отколкото се смяташе досега.

Чипът Majorana 1, компактен хардуерен елемент, съдържащ осем кюбита, е позициониран като критично стъпало към милионни кюбитови системи. Макар че настоящите му възможности се ограничават до потвърждаване на оперативната му цялост чрез решаване на математически задачи, инженерите на Microsoft смятат, че той поставя основите на значителен квантов напредък. Тази разработка означава напредък в използването на уникалните свойства на частиците, които са в основата на квантовите изчисления, като потенциално може да отключи приложения в центровете за данни, химията и здравеопазването. Microsoft твърди, че чипът Majorana 1 демонстрира по-висока устойчивост на грешки в сравнение с конкурентните технологии, като цитира изследване в Nature като доказателство. От решаващо значение е, че Majorana 1 е първият квантов процесор (QPU), изграден на базата на топологично ядро, проектирано от самото начало за мащабируемост на милиони кюбити в един чип.

В основата на иновацията на Microsoft е използването на нулеви режими на Majorana (MZM). Представете си MZM като уникални квантови състояния, които се намират в краищата на специфични свръхпроводящи проводници. За разлика от конвенционалните частици с отделни античастици, частиците на Majorana са свои собствени античастици. В квантовите компютри тези MZM могат да бъдат използвани за съхраняване на квантова информация. Изчисленията се извършват чрез манипулиране на тези частици чрез процес, известен като „плетене“ - метод, известен със своята стабилност и устойчивост на грешки, което го прави многообещаващ за изграждане на надеждни квантови компютри.

Предизвикателството се състои в надеждното измерване на състоянието на тези частици Majorana. Неотдавнашният експеримент на Microsoft се занимава пряко с това. Изследователите конструираха специализирано устройство, използващо индиев арсенид (полупроводник) и алуминий (свръхпроводник). Тази конфигурация позволява прецизно измерване на „фермионната четност“ - свойство, показващо наличието на четен или нечетен брой електрони. Чрез свързване на свръхпроводящия проводник с квантови точки, малки електронни капани, те успяват да наблюдават промените във фермионния паритет със забележителна точност. Експериментът демонстрира нисък процент на грешка от само 1 %, което потвърждава ефективността на този метод за изучаване на частиците Majorana и напредъка в развитието на квантовите изчисления.

„Ръководството ни работи по тази програма през последните 17 години. Това е най-дългогодишната изследователска програма в компанията“, обяснява Зулфи Алам, корпоративен вицепрезидент в Microsoft. „След 17 години показваме резултати, които са не просто невероятни, а реални. Те фундаментално ще предефинират начина, по който ще се осъществи следващият етап от квантовото пътешествие.“

Този пробив привлече значително внимание, като DARPA избра Microsoft като една от двете компании, които да преминат към финалната фаза на програмата си Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Сега на Microsoft е възложено да изгради устойчив на грешки прототип на квантов компютър, базиран на топологични кюбити.

„Квантовият компютър с милион кюбита не е просто крайъгълен камък - той е врата към решаването на някои от най-трудните проблеми в света“, казва Нейак. „Нашият път към полезните квантови компютри е ясен. Фундаменталната технология е доказана и ние вярваме, че нашата архитектура е мащабируема. Новото ни споразумение с DARPA показва ангажимент за непрестанен напредък към нашата цел: изграждане на машина, която може да стимулира научните открития и да решава важни проблеми.“