Microsoft открывает новое состояние материи для квантовых вычислений

Компания Microsoft объявила о прорыве в области квантовых вычислений, основанном на топологической сверхпроводимости — новом состоянии материи, которое, по словам компании, позволит создать функциональные квантовые компьютеры в ближайшие годы.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature , подробно описывается, как Microsoft разработала квантовый процессор под названием Majorana 1 , основанный на частице, известной как фермион Майораны .

Четан Наяк, физик из Калифорнийского университета и главный исследователь Microsoft Azure Quantum, сказал, что это открытие представляет собой важный шаг вперед в области квантовых вычислений.

«У нас будет отказоустойчивый квантовый компьютер через годы, а не десятилетия», — сказал Наяк.

Прорыв Microsoft заключается в создании частицы с уникальными квантовыми свойствами , способной формировать более стабильные кубиты, чем обычные.

Стабильность кубитов является одной из самых больших проблем в квантовых вычислениях, поскольку квантовые частицы обычно теряют свои свойства за считанные миллисекунды.

Чтобы создать это новое состояние вещества, исследовательская группа объединила арсенид индия (полупроводник) со сверхпроводником алюминием. При охлаждении этих материалов до -273,15 °C и воздействии на них определенных магнитных полей образуются топологические сверхпроводящие нанопровода , на концах которых наблюдаются нулевые моды Майораны (МНМ).

Теория майорановского фермиона была выведена в 1937 году физиком Этторе Майораной, но его существование в материалах, применимых к квантовым вычислениям, стало научной проблемой.

Компания Microsoft утверждает, что преодолела это препятствие и добилась измерения четности — метода, который позволяет проверять, содержат ли кубиты информацию без ошибок.

Эта проверка была выполнена с использованием однократных измерений фермионной четности — метода, который обеспечивает окончательные результаты без необходимости усреднения нескольких измерений.

Это заявление вызвало рост ожиданий в технологической отрасли, однако некоторые эксперты отнеслись к нему скептически. Джордж Бут, профессор теоретической физики в Королевском колледже Лондона, подчеркнул разницу между стратегией Microsoft и стратегией других компаний, стремящихся увеличить количество кубитов, одновременно разрабатывая методы исправления ошибок.

«Они не доказывают однозначно, что могут измерить полный топологический кубит, но они близки к жизнеспособному топологическому кубиту», — сказал Бут.

В прошлом некоторые исследования Microsoft по этой теме приходилось отзывать из-за ошибок, что вызывало определенные сомнения в научном сообществе. «Я думаю, что многие по-прежнему испытывают здоровый скептицизм относительно сроков реализации дорожных карт некоторых технологических компаний», — сказал Бут, предупредив, что «годовые» сроки Microsoft еще должны быть подтверждены практическим прогрессом.

Несмотря на эти оговорки, данное заявление представляет собой шаг вперед в гонке за создание работающего квантового компьютера. Если жизнеспособность топологических кубитов подтвердится, эта технология может позволить создать масштабируемые и отказоустойчивые квантовые компьютеры, что остается сложной задачей в области квантовых вычислений.