Компания Microsoft объявила о крупном прорыве в области квантовых вычислений, представив Majorana 1 — первый в мире квантовый процессор на основе топологических кубитов. Разработанный с использованием революционного класса материалов, известных как топопроводники, процессор знаменует собой важный шаг на пути к созданию крупномасштабных отказоустойчивых квантовых компьютеров. Квантовые вычисления давно провозглашаются преобразующей технологией, способной произвести революцию в таких областях, как материаловедение, криптография и ИИ .
Однако достижение масштабируемой и устойчивой к ошибкам квантовой системы остается серьезной проблемой. Новый квантовый процессор (QPU) от Microsoft , Majorana 1, представляет собой шаг вперед, используя топологическое ядро, которое спроектировано для поддержки миллиона кубитов на одном чипе. Последнее исследование компании, опубликованное в Nature, демонстрирует возможность создания и манипулирования топологическими кубитами с использованием новой конструкции материала.
В основе прорыва Microsoft лежит создание нулевых мод Майораны (MZM), теоретической квазичастицы, которая теперь используется в топопроводниках компании. В отличие от обычных сверхпроводников, где электроны объединяются в пары и текут без сопротивления, подход Microsoft использует MZM для хранения квантовой информации способом, который изначально устойчив к внешним помехам. Эта естественная защита повышает стабильность кубитов, которые необходимы для крупномасштабных квантовых вычислений.
Ключевой проблемой топологических квантовых вычислений является возможность считывать квантовую информацию, закодированную в этих кубитах. Microsoft решила эту проблему с помощью инновационной цифровой измерительной техники, которая основана на соединении квантовых точек с нанопроводами, где находятся MZM. Этот подход позволяет выполнять точные, высокоточные считывания квантовых состояний, значительно снижая вероятность ошибок и прокладывая путь для надежной коррекции квантовых ошибок.
Дорожная карта Microsoft включает разработку отказоустойчивого квантового прототипа (FTP), который является частью программы Агентства перспективных исследовательских проектов обороны (DARPA) Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Успешно продемонстрировав осуществимость своих топологических кубитов, Microsoft перешла к финальной фазе инициативы DARPA, с планами по созданию функционального квантового прототипа в ближайшие годы. Стратегия компании предполагает использование модульной квантовой архитектуры на основе тетронов, масштабируемого кубитного блока, который позволяет исправлять ошибки с помощью цифровых измерений, а не традиционных аналоговых квантовых вентилей.
Это нововведение упрощает крупномасштабную квантовую коррекцию ошибок и сокращает количество физических кубитов, необходимых для создания практического квантового компьютера. Анонс Microsoft знаменует собой важную веху в гонке за квантовые вычисления в масштабе утилит. Благодаря масштабируемому подходу, надежным методам коррекции ошибок и поддержке DARPA компания позиционирует себя как лидера в разработке квантовых технологий, которые могут открыть новаторские научные и промышленные достижения. – MENA Newswire News Desk.