На прошлой неделе компания Microsoft анонсирована чип Majorana 1, который обещает стать революцией в квантовых вычислениях. В основе чипа новые кубиты с использованием топологического сверхпроводника — это особое состояние материи с экзотическими свойствами, которое содержит майорановские частицы.

Электроны в топологическом материале устойчивы к шуму подобно тому, как два звена цепи могут сдвигаться или вращаться друг вокруг друга, оставаясь при этом соединенными. Благодаря этому такой кубит обеспечивает лучшую стабильность результатов и масштабируемость в больших вычислительных системах.

Проблема в том, что майорановские частицы существуют в теоретических моделях и пока их существование не было доказано в ходе научных экспериментов. Поэтому ряд физиков сомневается, что специалистам Microsoft удалось реализовать в своем чипе топологическое состояние с такими частицами.

Исследователи Microsoft представили в научном журнале Nature лишь результаты промежуточных исследований. Описаны эксперименты со сверхпроводящим устройством «нанопровод», изготовленном из арсенида индия. Конечная цель — разместить два топологических состояния, называемых квазичастицами Майораны, по одному на каждом конце устройства. Поскольку электроны в сверхпроводнике спарены, будет введен дополнительный неспаренный электрон, образуя возбужденное состояние. Этот электрон существует в «делокализованном» состоянии, которое совместно используется двумя квазичастицами Майораны. В статье приводятся измерения, предполагающие, что нанопровод содержит дополнительный электрон. Однако тесты не гарантируют, что нанопровод действительно содержит две квазичастицы Майораны. Данные эксперименты не позволяют точно гарантировать, что кубит состоит из топологических состояний. В полной мере доказать это можно после масштабирования до более сложных структур. При этом заявление о создание майорановских структур сделанное финансируемой Microsoft научной группой из Нидерландов, было отозвано в 2021 году.

Поэтому ряд физиков выступили с критикой. Среди них Дэниел Лосс (Daniel Loss) из Базельского университета в Швейцарии, Георгиос Катсарос (Georgios Katsaros) из Института науки и технологий Австрии, Винсент Мурик (Vincent Mourik) из Исследовательского центра имени Гельмгольца в Юлихе, Германия. Они считают заявления Microsoft преждевременными и до результатов новых экспериментов нельзя говорить о реальных достижениях.

Источник:
Scientific American