Компания объявила о своей новой разработке и представила чип Majorana 1 для квантовых компьютеров. Чип использует новую архитектуру топологического ядра, которая в будущем должна помочь решать сложные задачи промышленного масштаба. В Majorana 1 впервые использует «топопроводник» — революционный тип материала, который позволяет наблюдать и контролировать майорановские частицы для создания более надежных и масштабируемых кубитов. Microsoft называет изобретение топопроводников новой революцией и сравнивает их с появлением полупроводников в XX веке.
Топопроводник, или топологический сверхпроводник, — особая категория материалов, способных создавать новое состояние материи — не твердое, жидкое или газообразное, а топологическое состояние. Это используется для создания более стабильного кубита, который является быстрым, маленьким и может управляться цифровым способом. В статье, опубликованной в научном журнале Nature, описывается, как исследователи Microsoft смогли создать топологический кубит с экзотическими свойствами и точно измеряить их. Это потребовало совершенно новых материалов из арсенида индия и алюминия, которые соединяли и создавали буквально по атом за атомом. Цель была в получении майорановских частиц, чтобы воспользоваться их уникальными свойствами.
Проблемой квантовых вычислений являются помехи и ошибки, количество которых растет со временем и по мере усложнения вычислительной системы. Кубиты можно создавать разными способами, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. 20 лет назад Microsoft решила пойти своим путем и разработать топологические кубиты, которые потребуют меньшей коррекции ошибок. Сложность этого метода в том, что он требовал экзотических майорановских частиц, которых не существуют в природе. Но теперь компания смогла достичь реальных результатов и представить чип с такими помехоустойчивыми кубитами.
Первое в мире топологическое ядро, на котором работает Majorana 1, обеспечивает устойчивость к ошибкам на аппаратном уровне, что делает его более стабильным. Коммерческие приложения потребуют триллионы операций на миллионе кубитов, что невозможно при нынешних подходах, которые полагаются на тонко настроенный аналоговый контроль каждого кубита. Новый подход к измерениям команды Microsoft позволяет контролировать кубиты в цифровом виде, значительно упрощая работу квантовых вычислений. Сейчас Microsoft предлагает восемь топологических кубитов на чипе, но сама архитектура предусматривает возможность масштабирования до одного миллиона кубитов.
Достижение Microsoft уже оценили в Агентстве перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). Компанию привлекли к специальной программе по оценке квантовых инноваций для перспектив создания коммерческих квантовых решений.
Источник:
Microsoft