Новый чип Majorana 1 использует восемь кубитов.
Компания Microsoft анонсировала свой первый квантовый вычислительный чип, что стало важным шагом в усилиях компании по производству устройств, которые когда-нибудь смогут решать проблемы, выходящие за рамки возможностей современных компьютеров.
Компания утверждает, что ее чип Majorana 1 использует восемь кубитов, строительных блоков квантовых вычислений, на аппаратном устройстве размером с липкую записку , которое, по ее расчетам, в конечном итоге может вместить миллион из них. Прямо сейчас чип способен лишь на решение математических задач, которые доказывают, что им можно управлять. Но инженеры Microsoft говорят, что он достаточно продвинулся, чтобы стать основой для будущих квантовых машин.
Объявление Microsoft указывает на то, что ее инженеры нашли способ использовать частицы , которые делают возможным квантовые вычисления, в системе, которая однажды сможет питать центры обработки данных и способствовать прогрессу в таких областях, как химия и здравоохранение. Некоторые из результатов, описывающих работу того, что компания называет топопроводником, публикуются в среду в журнале Nature.
«Ученые на самом деле теоретизировали это в 1937 году», — сказал Джейсон Зандер, исполнительный вице-президент Microsoft, ответственный за вывод квантовых и других перспективных технологий на рынок. «Нам потребовалось почти сто лет, чтобы доказать это. Теперь мы можем это использовать». Он добавил, что квантовые машины будут делать полезные вещи через «годы, а не десятилетия».
В области квантовых вычислений, чье скорое появление предсказывалось около десятилетия, в последние месяцы появилось множество заявлений, указывающих на то, что эти машины могут вскоре стать практически применимыми.
Эта технология знаменует собой отход от базовой структуры компьютеров. Будь то iPhone или суперкомпьютер в центре обработки данных , все компьютеры обрабатывают информацию в единицах, называемых битами, которые кодируются либо как единица, либо как ноль. Квантовые биты — или кубиты — представляют вероятности единицы или нуля, иногда появляясь как то и другое.
Благодаря этой гибкости цепочки кубитов могут рассматривать несколько возможностей одновременно, что позволяет им находить решения проблем, которые сбивают с толку традиционные машины, прочно привязанные к единицам и нулям. Alphabets Google в декабре объявила , что ее собственному новому квантовому чипу потребовалось пять минут, чтобы обдумать задачу, на решение которой традиционным компьютерам потребовалось бы больше времени, чем возраст Вселенной.
Проблема — для Google, Microsoft и множества стартапов, корпящих над квантовыми машинами — заключается в частоте ошибок технологии. Производство частиц, которые можно контролировать с помощью электроники, требует сверхохлажденных, тихих сред, поскольку рассеянное тепло или звуковые волны могут вносить ошибки. В экспериментах эти частицы появляются и исчезают за доли секунды. И исправление их ошибок может быть такой же большой проблемой, как и создание частиц.
Microsoft, начавшая свою квантовую работу в 2004 году, выбрала иной подход, чем большинство, сосредоточив свои усилия на минимизации ошибок, в частности на Майоране, квазичастицах, названных в честь итальянского физика, который теоретизировал их в 1930-х годах. Microsoft считает, что майорановские кубиты окажутся менее склонными к непреднамеренным переворотам между единицами и нулями, чем кубиты, созданные другими подходами.
Чтобы изолировать и контролировать Majorana, Microsoft слепила вместе, атом за атомом, полоски арсенида индия и соединила алюминиевые нанопровода в форме буквы H. При охлаждении до почти абсолютного нуля и точной настройке магнитным полем Majorana индуцируются на каждом из четырех концов буквы, создавая один кубит. Он испускает сигналы — единицы и нули, — которые инженеры могут считывать с помощью микроволн. Эту структуру можно повторить на чипе.
Были и фальстарты: исследователи Microsoft думали, что идентифицировали частицы в 2018 году, но позже отозвали статью, в которой пытались это доказать. В конце концов, они решили проблему и сумели создать и измерить Майорану несколько лет спустя.
