Microsoft представи революционен квантов процесор (видео)

Majorana 1 ще промени облика на индустрията, като направи квантовите изчисления достъпни още през това десетилетие.

Microsoft представи Majorana 1 – първия в света квантов процесор, работещ с топологични кубити. Това е важна стъпка към създаването на реален квантов компютър, който може да има до един милион кубита на един чип. Разработката се основава на съвсем нов революционен клас материали, наречени „топопроводници“.

Изследването на Microsoft, публикувано в списание Nature, демонстрира създаването на защитен топологичен кубит. Тези кубити работят на базата на нулевите режими на Майорана (MZM), които доскоро съществуваха само на теория. Инженерите на Microsoft са успели да управляват тези квазичастици, което открива нови възможности за стабилно съхранение и обработка на квантовата информация.

За разлика от традиционните кубити, топологичните кубити са защитени от външните въздействия на хардуерно ниво, което значително намалява вероятността от грешки. Основният механизъм за съхраняване на информация е четността на заряда – разликата между четен и нечетен брой електрони в един проводник. Състоянието на кубитите се измерва с помощта на квантова точка и микровълново отражение, за да се уловят надеждно промените в състоянието, при това с минимална грешка.

Microsoft също така представи пътна карта за изграждане на устойчив на грешки квантов компютър. Следващата стъпка ще бъде създаването на квантово устройство, базирано на така наречените „тетрони“ – структури, съдържащи два паралелни топологични проводника с майоранови модове в краищата. В бъдеще компанията възнамерява да увеличи мащаба на системата и да приложи алгоритми за квантова корекция на грешките.

Американската агенция за перспективни изследователски проекти в областта на отбраната (DARPA) проявява особен интерес към разработката на Microsoft. Компанията беше избрана да участва в заключителния етап на програмата US2QC, която има за цел да ускори създаването на реални и полезни квантови изчисления. В рамките на тази инициатива Microsoft възнамерява през следващите години да създаде прототип на квантов компютър, устойчив на грешки.

Квантовите технологии, разработвани от Microsoft, имат потенциала да променят много индустрии, включително бъдещите материали, зелената химия и биоинженерството. Изчисления, за които днес са необходими милиарди долари и години изследвания, могат да бъдат извършени от квантов компютър за броени секунди. Microsoft е уверена, че благодарение на нейния подход практическото квантово превъзходство ще бъде постигнато по-бързо, отколкото се смяташе досега.