Компанія оголосила про свою нову розробку і представила чип Majorana 1 для квантових комп'ютерів. Чип використовує нову архітектуру топологічного ядра, яка в майбутньому має допомогти вирішувати складні завдання промислового масштабу. У Majorana 1 вперше використовується «топопровідник» — революційний тип матеріалу, який дає змогу спостерігати й контролювати майоранівські частинки для створення більш надійних і масштабованих кубітів. Microsoft називає винахід топопровідників новою революцією і порівнює їх із появою напівпровідників у XX столітті.
Топопровідник, або топологічний надпровідник — особлива категорія матеріалів, здатних створювати новий стан матерії — не твердий, рідкий або газоподібний, а топологічний стан. Це використовується для створення більш стабільного кубіта, який є швидким, маленьким і може управлятися цифровим способом. У статті, опублікованій у науковому журналі Nature, описується, як дослідники Microsoft змогли створити топологічний кубіт з екзотичними властивостями та точно вимірювати їх. Це вимагало абсолютно нових матеріалів з арсеніду індію та алюмінію, які з'єднували та створювали буквально по атом за атомом. Мета була в отриманні майоранівських частинок, щоб скористатися їхніми унікальними властивостями.
Проблемою квантових обчислень є похибки та помилки, кількість яких зростає з часом і в міру ускладнення обчислювальної системи. Кубіти можна створювати різними способами, кожен з яких має свої переваги та недоліки. 20 років тому Microsoft вирішила піти своїм шляхом і розробити топологічні кубіти, які потребуватимуть меншої корекції помилок. Складність цього методу в тому, що він вимагав екзотичних майоранівських частинок, яких не існує в природі. Але тепер компанія змогла досягти реальних результатів і представити чип з такими стійкими до похибок кубітами.
Перше у світі топологічне ядро, на якому працює Majorana 1, забезпечує стійкість до помилок на апаратному рівні, що робить його більш стабільним. Комерційні додатки потребуватимуть трильйони операцій на мільйоні кубітів, що неможливо за нинішніх підходів, які покладаються на тонко налаштований аналоговий контроль кожного кубіта. Новий підхід до вимірювань команди Microsoft дозволяє контролювати кубіти в цифровому вигляді, значно спрощуючи роботу квантових обчислень. Зараз Microsoft пропонує вісім топологічних кубітів на чипі, але сама архітектура передбачає можливість масштабування до одного мільйона кубітів.
Досягнення Microsoft вже оцінили в Агентстві перспективних дослідницьких проєктів Міністерства оборони США (DARPA). Компанію залучили до спеціальної програми з оцінки квантових інновацій для перспектив створення комерційних квантових рішень.
Джерело:
Microsoft