Microsoft заявляє, що її квантовий чип Majorana 1 працює з повністю новим станом матерії

Корпорація Майкрософт представила новий квантовий чип під назвою Majorana 1, який, за її словами, допоможе вирішити серйозні проблеми світу протягом десятиліть. Хоча інші скептично ставляться до цих заяв, Microsoft додає, що їхній новий дизайн чипа передбачає маніпулювання "абсолютно новим станом матерії".

Деталі

У питанні квантових обчислень проблематичним є чутливість кубітів, що робить результати обчислень квантових комп'ютерів нерелевантними через найменші збурення навколишнього середовища. Microsoft сподівається обійти деякі з цих проблем шляхом створення "топологічних кубітів", маніпулюючи новим станом матерії. Технічний співробітник Microsoft Кріста Своре заявляє, що компанії вдалося вловити субатомну частинку, про яку досі тільки теоретизували, і не тільки спостерігати її, але й контролювати.

Усім відомо про твердий, рідкий та газоподібний стани матерії, але є й інші. Своре пояснює:

Сто років тому математики передбачили один такий новий стан матерії: топологічний стан. І відтоді дослідники шукали в ньому дуже специфічну, дуже корисну квазічастинку, частинку Майорани. Минулого року ми змогли спостерігати її вперше. А цього року ми можемо контролювати її та використовувати її унікальні властивості для створення топопровідника, нового типу напівпровідника, який також працює як надпровідник.

Однією з корисних властивостей квазічастинки Майорани є те, що вона є власною античастинкою. Інший дослідник Microsoft, Матіас Троєр, додає:

Теорія Майорани показала, що математично можливо мати частинку, яка є власною античастинкою. Це означає, що ви можете взяти дві з цих частинок і звести їх разом, і вони можуть анігілювати, і нічого не залишиться. Або ви можете взяти дві частинки і зібрати їх разом, і у вас просто дві частинки. Іноді це ніщо, нульовий стан, а іноді це електрон, єдиний стан.

Чип використовує надпровідний нанодротяний пристрій, виготовлений з арсеніду індію, для з’єднання двох топопровідних проводів у форму Н, перед тим, як створювати квазічастинки Майорани на кінцях форми Н за допомогою магнітних полів і надпровідників.

У матеріалах, які виявляють надпровідні властивості при дуже низьких температурах, два електрони збираються разом і утворюють куперівські пари. Будь-який неспарений електрон, доданий до системи, переходить у збуджений стан, і різниця в енергії між двома станами може функціонувати як одиниці та нулі в обчисленнях.

Microsoft каже, що в чипі Majorana 1 електрон розподіляється між двома квазічастинками Majorana в делокалізованому стані. Використовуючи ретельні вимірювання, виконані за допомогою мікрохвиль, вони кажуть, що вони здатні визначити різницю між одним мільярдом і одним мільярдом і одним електронами в надпровідному дроті, повідомляючи комп’ютеру, в якому стані знаходяться кубіти. Microsoft пояснює, що така система набагато стійкіша до помилок, ніж інші квантові комп’ютери. На даний момент у Microsoft зробили чип з вісьмома топологічними кубітами.