Microsoft заявляет о прорыве в квантовых технологиях: новое состояние материи

Квантовые компьютеры рассматриваются как будущее вычислительных технологий, поскольку способны выполнять сверхсложные расчеты, с которыми традиционные компьютеры не справятся даже за тысячи лет. Но их создание до сих пор сталкивается с серьезными препятствиями.

Основное из них — нестабильность кубитов (квантовые биты используются в квантовых компьютерах вместо цифровых нулей и единиц). Они теряют информацию за доли секунды, поэтому для работы квантового компьютера нужно использовать большое количество резервных кубитов для коррекции ошибок. В нынешних системах на каждый рабочий кубит требуется до тысячи вспомогательных. Это делает технологию дорогой и сложной в реализации.

Компания Microsoft заявила, что нашла способ преодоления этой проблемы. Ее исследователям потребовалось 20 лет, чтобы освоить новое состояние материи, которое позволит создать базовые блоки квантового компьютера и представить его работоспособный вариант к 2030 году.

В чем суть открытия?

Microsoft утверждает, что ее прорыв в квантовых технологиях стал результатом многолетних исследований особого типа частиц, которые, согласно научным гипотезам, представляют собой четвертое состояние материи, отличное от твердого, жидкого и газообразного.

Заявленный прорыв основан на использовании майорановских фермионов — частиц, существование которых было гипотетически обосновано еще в 1937 году. С тех пор ученые стремились доказать, что эти частицы действительно существуют.

Майорановские фермионы уникальны, поскольку они одновременно и частицы, и античастицы. Идея состоит в том, что если использовать их для квантовых вычислений, информация не будет утеряна даже при частичных сбоях, поскольку она распределена по всей структуре кубита.

Это свойство делает майорановские фермионы идеальными кандидатами для создания топологических кубитов — типа кубитов, которые более устойчивы к ошибкам по сравнению с традиционными. В отличие от обычных кубитов, которые могут терять свою квантовую суперпозицию под воздействием внешних факторов, топологические кубиты сохраняют информацию дольше благодаря особым взаимодействиям между майорановскими фермионами.

Если эту технологию удастся масштабировать, квантовые компьютеры станут значительно более надежными и эффективными. По оценкам Microsoft, для коррекции ошибок в такой системе потребуется в 10 раз меньше вспомогательных кубитов, чем в современных квантовых машинах. Это означает меньшие затраты на создание квантовых компьютеров и их более быстрый выход на практическое применение.

Что уже сделала Microsoft?

Компания Microsoft заявила, что создала процессорный чип Majorana 1 — первый в мире чип, который основан на новой архитектуре топологического ядра (Topological Core). В его текущей версии содержится 8 кубитов, что является начальным этапом технологии. Однако в перспективе Microsoft планирует значительно увеличить плотность кубитов и разместить до 1 миллиона кубитов на одном чипе.

Первое в мире топологическое ядро, которое лежит в основе Majorana 1, изначально спроектировано так, чтобы быть устойчивым к ошибкам на уровне аппаратного обеспечения, что делает его более стабильным.

Развитием этой технологии уже заинтересовалось Агентство передовых оборонных исследовательских проектов (DARPA), которое выбрало Microsoft для участия в программе разработки крупномасштабного квантового компьютера.

• 23
• 0
• 1
• 2
• 0
• 0
• 0
• 2