Microsoft ogłosił przełom w dziedzinie obliczeń kwantowych, prezentując Majorana 1 - pierwszy na świecie procesor kwantowy wykorzystujący kubity topologiczne. To innowacyjne rozwiązanie może zrewolucjonizować całą branżę, umożliwiając skalowanie do miliona kubitów na jednym układzie i otwierając drzwi do praktycznych zastosowań komputerów kwantowych.
Majorana 1 wykorzystuje unikalne właściwości trybów zerowych Majorany (MZMs), które tworzą kubity topologiczne. W tradycyjnych komputerach kwantowych kubity są podatne na zakłócenia z otoczenia, co prowadzi do dekoherencji i błędów obliczeniowych. Procesor Majorana 1 eliminuje ten problem poprzez zastosowanie nadprzewodnictwa topologicznego, w którym informacja kwantowa jest przechowywana w sposób chroniony przez zasady topologiczne. Podstawowym elementem architektury jest nanodrut topologiczny, w którym dwa MZMs znajdują się na przeciwnych końcach. Dzięki temu, informacja przechowywana w kubicie jest rozproszona i mniej podatna na zakłócenia zewnętrzne. Odczyt stanu kubitu odbywa się za pomocą cyfrowo sterowanych impulsów i techniki mikrofaleowej, które umożliwiają precyzyjne kontrolowanie i mierzenie stanów kwantowych.
Majorana 1 opiera się na nowej klasie materiałów zwanych topoprzewodnikami, które pozwalają na tworzenie nadprzewodnictwa topologicznego – stanu materii dotychczas istniejącego jedynie w teorii. Kluczowym elementem tej technologii są tzw. tryby zerowe Majorany (MZMs), które są fundamentem dla nowych, bardziej stabilnych i odpornych na błędy kubitów. W odróżnieniu od tradycyjnych kubitów, które są podatne na zakłócenia z otoczenia, kubity topologiczne przechowują informacje w sposób odporny na dekoherencję. Oznacza to znaczne ograniczenie liczby błędów i uproszczenie procesu korekcji błędów kwantowych (QEC), co stanowi kluczowy krok w kierunku praktycznych komputerów kwantowych.
Microsoft opracował innowacyjną metodę odczytu informacji kwantowej, opartą na cyfrowych impulsach sterujących i pomiarach mikrofalowych. Ta metoda pozwala na szybszą i bardziej niezawodną manipulację kubitami, eliminując konieczność skomplikowanych sygnałów analogowych. Ponadto, kubity topologiczne umożliwiają znaczne zmniejszenie liczby potrzebnych zasobów do korekcji błędów, co przyspiesza rozwój pełnoskalowego komputera kwantowego. Microsoft zamierza w najbliższych latach zbudować prototyp odporny na błędy, będący kluczowym etapem w drodze do kwantowej supremacji. Firma jest również jedną z dwóch organizacji wybranych przez DARPA do realizacji zaawansowanego programu US2QC, którego celem jest stworzenie użytkowego komputera kwantowego na skalę przemysłową.
Potencjalne zastosowania procesora Majorana 1 są ogromne i obejmują kluczowe obszary nauki oraz przemysłu. W szczególności komputer kwantowy oparty na tej technologii może:
W ciągu ostatnich 18 miesięcy Microsoft wyznaczył ambitną ścieżkę do budowy kwantowego superkomputera. Ogłoszenie Majorana 1 jest drugim kamieniem milowym na tej drodze i przybliża firmę do realizacji wizji, w której komputery kwantowe stają się rzeczywistym narzędziem rozwiązywania najbardziej złożonych problemów współczesnego świata. Microsoft jasno określa swój cel – stworzenie praktycznego komputera kwantowego w ciągu najbliższych lat, a nie dekad. Dzięki przełomowej technologii kubitów topologicznych oraz wsparciu DARPA, perspektywa ta staje się coraz bardziej realna.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
