Microsoft анонсувала квантовий чип Majorana 1, заснований на архітектурі топологічного ядра, що є значним кроком на шляху до практичних квантових обчислень.
Microsoft анонсувала квантовий чип Majorana 1, заснований на архітектурі топологічного ядра, що є значним кроком на шляху до практичних квантових обчислень.
Компанія стверджує, що Majorana 1 може масштабуватися для підтримки мільйонів квантових бітів (кубітів) на одному чипі.
На відміну від цифрових бітів, які мають два можливих стани, одиницю та нуль, кубіти можуть бути нулем, одиницею або квантовою суперпозицією нуля та одиниці, що представляє потенційно нескінченну множину станів до моменту вимірювання. Теоретично, квантові обчислення можуть уможливити обчислення, які були б непрактичними для класичних комп’ютерів, якщо вдасться подолати існуючі бар'єри, такі як потреба у квантовій корекції помилок, пише The Register.
Така корекція помилок передбачає наявність у багато разів більшої кількості фізичних кубітів — квантової системи з двома станами, прив’язаної до апаратного забезпечення, — ніж кількість логічних кубітів — абстракцій високого рівня, що використовуються для програмування.
Очікується, що комерційно корисні квантові комп’ютери потребуватимуть мільйони фізичних кубітів, але до цього ще далеко. Чип Willow від Google, представлений у грудні минулого року, може похвалитися 105 фізичними кубітами. Хоча кількість кубітів у пристроях, які використовують різні технології, не можна безпосередньо порівнювати — Osprey від IBM 2022 року оснащений процесором на 433 кубіти — вони все ще на порядки не дотягують до мільйонів.
Microsoft стверджує, що Majorana 1 наближає до мільйона кубітів, що може статися вже найближчі роки, а не десятиліття.
«Що б ви не робили у квантовому просторі, у вас має бути шлях до мільйона кубітів, — сказав Четан Наяк, технічний науковий співробітник Microsoft у своїй заяві. «Якщо цього немає, ви впретеся в стіну, перш ніж досягнете масштабу, на якому зможете вирішувати дійсно важливі проблеми. Ми фактично розробили шлях до мільйона».
Наразі Microsoft має вісім — саме стільки топологічних кубітів міститься на її проривному чипі. Але є можливість масштабування до мільйонів.
Чіп Majorana 1 базується на тому, що Microsoft називає топологічним ядром, тобто він побудований з матеріалу, який називається топологічним надпровідником, або топокондуктором, що створює новий стан матерії, топологічний стан, який не є ні твердим, ні рідким, ні газоподібним.
Замість кремнію чип виготовлений з арсеніду індію, який використовується для виявлення інфрачервоного світла і є надпровідним при екстремальному холоді.
За допомогою чіпа Majorana 1 Microsoft може створювати квантові комп’ютери, що працюють на топологічних кубітах, які потребують менше корекції помилок і, таким чином, є більш фізично масштабованими, ніж альтернативні підходи. Замість того, щоб створювати машину розміром з футбольне поле для розміщення мільйонів кубітів, чіп Majorana 1 від Microsoft розроблений таким чином, щоб поміститися в центрах обробки даних Azure.
