Microsoft Majorana 1
Microsoft je najavio procesor Majorana 1 (QPU) za kvantna računala. U središtu ove inovacije leži otkriće i kontrola neuhvatljive čestice Majorana, koja omogućuje stvaranje topoloških kubita, a karakterizira ga činjenica da je manja vjerojatnost da će se pojaviti kvantne pogreške. Majoranina čestica, jedinstvena je kvazi-čestica koja služi kao vlastita antičestica. Desetljećima je postojanje ostalo teorijski koncept, jer ne postoje u prirodi, već samo u magnetskim poljima i supravodičima. Sve do sada. Microsoft ne samo da je uspio stvoriti čestice Majorane, koje pomažu u zaštiti kvantnih informacija od slučajnih smetnji, već također može pouzdano izmjeriti te informacije iz njih pomoću mikrovalova.
Ovo otkriće čini osnovu za razvoj topoloških kubita, koji koriste jedinstvena svojstva čestice za postizanje inherentne otpornosti na pogreške. Za razliku od tradicionalnih kubita, topološki qubiti su prirodno stabilni, što ih čini kritičnom komponentom za izgradnju pouzdanih i skalabilnih kvantnih sustava. Microsoftov topološki qubit također ima prednost u odnosu na druge qubite zbog svoje veličine. Čak i za nešto tako maleno, postoji zona “Zlatokosa”, gdje je premali qubit teško pokrenuti kontrolne linije, ali preveliki qubit zahtijeva ogroman stroj, rekao je Troyer. Dodavanje individualizirane tehnologije upravljanja za te vrste kubita zahtijevalo bi izgradnju nepraktičnog računala veličine hangara za zrakoplove ili nogometnog igrališta.
Izazov stabilnosti kubita
Qubiti, temeljne jedinice kvantne informacije, inherentno su krhki. Njihova kvantna stanja vrlo su osjetljiva na poremećaje u okolišu, što ih čini sklonima pogreškama. Ova krhkost postaje još problematičnija kako se povećava broj kubita u sustavu, povećavajući vjerojatnost računalnih netočnosti. Da bi kvantno računalstvo postiglo praktičnu korisnost, qubiti moraju biti stabilni, učinkoviti i kompaktni – kvalitete koje tradicionalnim kubitima često nedostaju. Microsoftov procesor Majorana 1 rješava ta ograničenja korištenjem topoloških kubita, koji nude fundamentalno robusniji pristup kvantnom računanju.
U srži je “topološka jezgra“, nova arhitektura koja koristi prvi topprovodnik na svijetu (kombininacija indija, arsena i aluminija), revolucionarnu vrstu materijala koji može promatrati i kontrolirati čestice Majorane kako bi proizveo pouzdanije i skalabilnije qubite. Potonji su građevni blokovi za kvantna računala. Na isti način na koji je izum poluvodiča omogućio današnje pametne telefone, računala i elektroniku, topovodiči i nova vrsta čipa koju omogućuju nude put razvoju kvantnih sustava koji se mogu skalirati do milijun kubita i sposobni su se nositi s najsloženijim industrijskim i društvenim problemima , rekao je Microsoft. Komercijalno važne aplikacije također će zahtijevati bilijune operacija na milijun qubita, što bi bilo prepuno s trenutnim pristupima koji se oslanjaju na fino podešenu analognu kontrolu svakog qubita. Novi pristup mjerenja Microsoftovog tima omogućuje digitalnu kontrolu kubita, redefiniranje i uvelike pojednostavljuje način rada kvantnog računalstva.
Kvantno računalstvo: otključavanje novih mogućnosti
Kvantno računalstvo moglo bi omogućiti inženjerima, znanstvenicima, tvrtkama i drugima da jednostavno dizajniraju stvari kako treba iz prvog puta – što bi bilo transformativno za sve, od zdravstva do razvoja proizvoda. Snaga kvantnog računalstva, u kombinaciji s AI alatima, omogućila bi nekome da opiše kakav novi materijal ili molekulu želi stvoriti jednostavnim jezikom i dobije odgovor koji odmah funkcionira – bez nagađanja ili godina pokušaja i pogrešaka. Međutim, realizacija mogućnosti ovisi o prevladavanju značajnih tehničkih prepreka, posebno u stabilnosti i skalabilnosti kubita. Bez rješavanja tih izazova puni potencijal kvantnog računalstva i dalje je nedostižan.
Microsoft je sada jedna od dvije tvrtke koje su pozvane da prijeđu u završnu fazu DARPA-inog programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC), koji ima za cilj isporučiti prvo kvantno računalo otporno na greške u industriji, ili ono čija računska vrijednost premašuje njegove troškove. Osim izrade vlastitog kvantnog hardvera, Microsoft se udružio s tvrtkama Quantinuum i Atom Computing kako bi postigao znanstvena i inženjerska otkrića s današnjim kubitima, uključujući prošlogodišnju najavu prvog pouzdanog kvantnog računala u industriji.
