Квантовый процессор Majorana 1 — первый квантовый чип на базе новой архитектуры топологического ядра. В Microsoft считают, что эта разработка значительно ускорит практическое применение квантовых устройств.
Новая технология использует уникальное состояние материи, которое не является ни твердым, ни жидким, ни газообразным. Процессор, помещающийся на ладони, в прототипе содержит восемь топологических кубитов, но разработан для размещения миллиона кубитов одновременно. Это, по словам разработчиков, позволит создать отказоустойчивый квантовый компьютер, способный решать задачи, невыполнимые для современных суперкомпьютеров.
Инженеры Microsoft создали материал, послойно комбинируя арсенид индия (полупроводник) и алюминий (сверхпроводник) атом за атомом. При охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю, и настройке магнитными полями, материал образует топологические сверхпроводящие нанопровода с нулевыми модами Майораны на концах.
Квантовый чип Majorana 1. Фото: Microsoft
Уникальность подхода Microsoft заключается в способе хранения квантовой информации. Кубиты хранят информацию посредством «четности»: содержит ли провод нечетное или четное число электронов. Для считывания этой информации компания разработала цифровой переключатель, соединяющий концы нанопровода с квантовой точкой.
Эта технология упрощает квантовую коррекцию ошибок. В отличие от традиционных подходов, требующих точной настройки для каждого кубита, система Microsoft может одновременно подключаться ко многим кубитам, используя простые цифровые импульсы. Компания планирует построить полностью отказоустойчивый прототип масштабируемого квантового компьютера в течение ближайших нескольких лет.
Квантовый чип Majorana 1
С новой разработкой Microsoft вступает в конкуренцию с Google и IBM, которые считаются лидерами в области технологий квантовых вычислений. Напомним, в декабре Google представила свой квантовый чип Willow. Компания значительно сократила количество ошибок в вычислениях и чип за 5 минут решил задачу, на которую лучшим суперкомпьютерам не хватило бы срока существования Вселенной.
