Microsoft soovib ehitada kvantsuperarvuti kümne aasta jooksul

Alates kvantvõistluse algusest on Microsoft panustanud tabamatule, kuid potentsiaalselt mängu muutvale topoloogilisele kubiidile. Nüüd väidab ettevõte, et Mary on end ära tasunud, ütlus see võib ehitada töötava protsessori vähem kui kümne aastaga.

Tänapäeva juhtivad kvantandmetöötluse ettevõtted on keskendunud valdavalt kubitidele – bittide kvantekvivalendile –, mis on valmistatud ülijuhtivast elektroonikast, kinni jäänud ioonidvõi footonid. Need seadmed on viimastel aastatel saavutanud muljetavaldavaid verstaposte, kuid neid takistavad vead, mis tähendavad, et kvantarvuti suudabtäitma klassikalised näivad ikka veel kaugel.

Microsoft seevastu on topoloogilist kvantarvutust pikka aega võidelnud. Selle asemel, et kodeerida teavet üksikute osakeste olekutes, kodeerib see lähenemisviis teabe olekusse süsteemi kõikehõlmav struktuur. Aastal theory, mis peaks muutma seadmed keskkonnast lähtuva taustmüra suhtes tunduvalt taluvamaks ja seega enam-vähem veakindlaks.

Kuid selleks peate genereerima kvaasiosakeste eksootilise vormi nimega a Majorana nullrežiim (MZM-id), mis on osutunud uskumatult keeruliseks. Microsofti teadlaste uus dokument väidab nüüd, et on selle saavutuse saavutanud ja on koostanud tegevuskava nende kasutamiseks arvuti ehitamiseks, mis suudab sooritada miljon kvantoperatsiooni sekundis.

"Lähiajal on see olnud vaevarikas arengutee, sest see eeldas, et me teeme läbimurde füüsikas, mis on aastakümneid teadlasi kõrvale hoidnud,“ kirjutas Chetan Nayak Microsoftist. blogi postitus. "Paljudest väljakutsetest ülesaamisel on meil hea meel jagada, et eelretsenseeritud artikkel... kinnitab, et Microsoft on saavutanud esimese verstaposti usaldusväärse ja praktilise kvant-superarvuti loomisel."

Microsofti lähenemine kvantarvutamisele tugineb matemaatika ebaselgele harule, mida tuntakse topoloogiana. Seda kasutatakse objekti kuju põhiomaduste kirjeldamiseks, mis ei muutu selle deformeerimisel, väänamisel või venitamisel.

. klassikaline näide on tõsiasi, et topoloogiliselt on sõõrik ja kohvikruus ühesuguse kujuga, kuna mõlemal on üksildane auk – sõõriku keskel ja kruusi käepidemes. Sõõriku hammustamine või kruusi purustamine ei muuda selle ülemist kuju, kuid sõõriku pooleks lõikamine või käepideme äratõmbamine muudaks seda.

Kvantarvutite arusaam on see, et kui saaksite salvestada teavet süsteemi topoloogilises olekus, oleks see samamoodi vastupidav väikestele häiretele. See võib muuta selle suures osas immuunseks sellise keskkonnamüra suhtes, mis sageli häirib tänapäeva juhtivate kubititehnoloogiate habrast kvantseisundit.

Varased uuringud tuvastasid MZM-id - ebatavalised elektronide konglomeraadid, mis käituvad ühe osakesena - paljulubava kandidaadina "topoloogiliste kubitite" loomiseks. Teoreetiliselt saab mitme MZM-i teed põimida, et luua topoloogiline struktuur, mis on võimeline teostama kvantarvutusi. Iga nn "punutis" paari MZM-i vahel toimib tõhusalts loogikaväravana.

Kuid nende topoloogiliste kubittide loomine on osutunud uskumatult raskeks. MZM-ide tootmiseks võimelise riistvara ehitamine pole mitte ainult keeruline, vaid ka keeruline neid on väga raske eristada erinevatest sarnastest kvantolekutest, millest pole kvantarvutite ehitamiseks kasu. Microsoft teatas tegelikult, et nad avastasid 2018. aastal ülijuhiga ühendatud nanojuhtmetes MZM-id, kuid tulemused pidid olema 2021. aastal tagasi võetud pärast seda, kui teised rühmad ei suutnud seda kopeeridam.

Nüüd aga väidab ettevõte, et nad on tõestanud, et suudavad sarnastes seadmetes MZM-e genereerida. Microsoft avaldas eelmisel aastal esialgsed tulemused, kuid nüüd on uurimus avaldatud eelretsenseeritavas ajakirjas Füüsiline ülevaade B.. Kuigi eelmine tagasitõmmatud uuring põhines juhtme elektrijuhtivuse äkilise tipu tuvastamisel, seekord aringi nad kasutasid rangemat protokolli, mis otsis juhtme mõlemas otsas MZM-ide allkirju.

Nayak ütles New Scientist et tõenäosus, et selle uue testi läbinud seade ei näita tegelikult MZM-i, oli väiksem kui kaheksa protsenti. Teised teadlased olid vähem veendunud, mitmed neist olid paljuütlevad New Scientist et uuel testil oli endiselt vigu ja mõned andmete üksikasjad viitavad sellele, et tulemused võivad olla muude kvantefektide tagajärg.

Sellegipoolest ütleb Microsoft, et tulemus on selle esimene samm kuue punkti teekaart topoloogilise kvant-superarvuti loomiseks. Nüüd, kui ettevõte on MZM-id loonud, on järgmine samm kasutada neid topoloogiliste kubittide loomiseks, enne kui paljud neist kokku ühendavad.

Kuigi see võib tunduda pikk tee, Krysta Svore Microsoftist ütles Tech Crunch nad näevad etteioon suutma ehitada täismahus kvantarvuti, mis suudab kümne aasta jooksul teha miljon kvantoperatsiooni sekundis.

Kuid Microsoft ei ole ainus, kes selles valdkonnas edusamme teeb. MZM-id kuuluvad kvaasiosakeste klassi, mida nimetatakse mitte-Abelikss, ja need pole ainsad, mida saab topoloogilise kvantarvuti loomiseks kasutada. In mai, nii Google kui ka Quantinuum väitsid, et on näidanud, et ka nende riistvara suudab neid anyone genereerida.

Jääb ebaselgeks, kas see tähistab kvantarvutusmaastiku olulise nihke algust topoloogiliste lähenemisviiside suunas. Kuid see iüha rohkem tõendeid selle kohta, et Microsofti varane hasartmäng selle tehnoloogia osas võib end ära tasuda.

Pildi krediit: Microsoft Azure

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://singularityhub.com/2023/07/05/microsoft-plans-to-build-a-quantum-supercomputer-within-a-decade/