Microsoft haluaa rakentaa kvanttisupertietokoneen vuosikymmenessä

Microsoft haluaa rakentaa kvanttisupertietokoneen vuosikymmenessä

Aikaleima: 5. heinäkuuta 2023 klo 10
Microsoft haluaa rakentaa kvanttisupertietokoneen kymmenessä vuodessa PlatoBlockchain-tietoälykkyyden. Pystysuuntainen haku. Ai.

Kvanttikilpailun alusta lähtien Microsoft on lyönyt vetonsa vaikeasta, mutta mahdollisesti peliä muuttavasta topologisesta kubitista. Nyt yritys väittää, että sen tervehdys Mary on maksanut, sanonta se voisi rakentaa toimivan prosessorin alle vuosikymmenessä.

Nykypäivän johtavat kvanttilaskentayritykset ovat keskittyneet pääasiassa suprajohtavasta elektroniikasta valmistettuihin kubitteihin – bittien kvanttivastineisiin. loukkuun jääneet ionittai fotoneja. Nämä laitteet ovat saavuttaneet vaikuttavia virstanpylväitä viime vuosina, mutta niitä haittaavat virheet, jotka tarkoittavat, että kvanttitietokone pystyysuorittaa klassiset näyttävät vielä hieman kaukaiselta.

Microsoft puolestaan ​​​​on pitkään puolustanut topologista kvanttilaskentaa. Sen sijaan, että tämä lähestymistapa koodaa informaatiota yksittäisten hiukkasten tiloihin, se koodaa informaatiota järjestelmän kattava rakenne. Vuonna theory, jonka pitäisi tehdä laitteista huomattavasti kestävämpiä ympäristön taustamelua vastaan ​​ja siten enemmän tai vähemmän virheenkestäviä.

Tätä varten sinun on kuitenkin luotava eksoottinen kvasihiukkasen muoto nimeltä a Majorana nollatila (MZM:t), mikä on osoittautunut uskomattoman vaikeaksi. Microsoftin tutkijoiden uusi paperi väittää nyt saavuttaneensa saavutuksen, ja on laatinut etenemissuunnitelman niiden käyttämiseksi sellaisen tietokoneen rakentamiseen, joka pystyy suorittamaan miljoona kvanttioperaatiota sekunnissa.

"Se on ollut vaivalloinen kehityspolku lähitulevaisuudessa, koska se vaati, että teemme fysiikan läpimurron, joka on jäänyt tutkijoiden ulkopuolelle vuosikymmeniä”, Chetan Nayak Microsoftista kirjoitti. blogi. "Voitimme monia haasteita, ja olemme iloisia voidessamme kertoa, että vertaisarvioitu paperi… todistaa, että Microsoft on saavuttanut ensimmäisen virstanpylvään kohti luotettavan ja käytännöllisen kvantisupertietokoneen luomista."

Microsoftin lähestymistapa kvanttilaskentaan perustuu epämääräiseen matematiikan haaraan, joka tunnetaan nimellä topologia. Sitä käytetään kuvaamaan esineen muodon perusominaisuuksia, jotka eivät muutu, kun se vääntyy, vääntyy tai venytetään.

- klassinen esimerkki on se tosiasia, että topologisesti donitsi ja kahvimuki ovat saman muotoisia, koska molemmissa on yksittäinen reikä - donitsin keskellä ja mukin kahvassa. Donitsista pureminen tai mukin halkeileminen eivät muuta koko muotoa, mutta munkin leikkaaminen kahtia tai kahvan irrottaminen tekisi sen.

Kvanttilaskennan oivallus on, että jos voisit tallentaa tietoa järjestelmän topologiseen tilaan, se kestäisi samalla tavalla pieniä häiriöitä. Tämä voisi tehdä siitä suurelta osin immuuni sellaiselle ympäristömelulle, joka usein häiritsee nykypäivän johtavien kubittitekniikoiden hauraita kvanttitiloja.

Varhaiset tutkimukset tunnistivat MZM:t - epätavalliset elektronien ryhmittymät, jotka käyttäytyvät yhtenä hiukkasena - lupaaviksi ehdokkaiksi "topologisten kubittien" luomiseen. Teoriassa useiden MZM:ien polut voidaan kutoa yhteen topologisen rakenteen luomiseksi, joka pystyy suorittamaan kvanttilaskentaa. Jokainen niin kutsuttu "punos" MZM-parin välillä toimii tehokkaastis logiikkaporttina.

Mutta näiden topologisten kubittien luominen on osoittautunut uskomattoman vaikeaksi. Se ei ole vain hankalaa rakentaa laitteistoa, joka pystyy tuottamaan MZM:itä, se on erittäin vaikea erottaa niitä useista samankaltaisista kvanttitiloista, joista ei ole hyötyä kvanttitietokoneiden rakentamisessa. Microsoft ilmoitti itse asiassa havainneensa MZM:itä suprajohtimeen liitetyistä nanolangoista vuonna 2018, mutta tulokset oli peruutettu vuonna 2021 sen jälkeen, kun muut ryhmät eivät voineet kopioidam.

Nyt yritys kuitenkin väittää, että he ovat osoittaneet, että he voivat tuottaa MZM: itä vastaavissa laitteissa. Microsoft julkisti alustavat tulokset viime vuonna, mutta nyt tutkimus on julkaistu vertaisarvioidussa lehdessä Fyysinen arviointi B. Kun taas edellinen vedetty tutkimus perustui äkillisen huipun havaitsemiseen langan sähkönjohtavuudessa, tällä kertaa akierroksella he käyttivät tiukempaa protokollaa, joka etsi MZM:ien allekirjoituksia langan molemmista päistä.

Nayak kertoi New Scientist että todennäköisyys sille, että tämän uuden testin läpäissyt laitteet eivät todellisuudessa näytä MZM:ää, oli pienempi kuin kahdeksan prosenttia. Muut tutkijat olivat vähemmän vakuuttuneita, ja useat kertoivat New Scientist että uudessa testissä oli edelleen puutteita ja että jotkin tietojen yksityiskohdat viittaavat siihen, että tulokset voivat olla seurausta muista kvanttivaikutuksista.

Siitä huolimatta Microsoft sanoo, että tulos on sen ensimmäinen askel kuuden pisteen tiekartta luoda topologinen kvanttisupertietokone. Nyt kun yritys on luonut MZM:t, seuraava askel on käyttää niitä topologisten kubittien luomiseen ennen kuin monet niistä yhdistetään.

Vaikka se saattaa tuntua pitkältä tieltä, Krysta Svore Microsoftilta kertoi Tech Crunch he näkevätioni pystymme rakentamaan täysimittaisen kvanttitietokoneen, joka pystyy suorittamaan miljoona kvanttioperaatiota sekunnissa kymmenen vuoden sisällä.

Mutta Microsoft ei ole ainoa, joka edistyy tällä alalla. MZM:t kuuluvat kvasihiukkasten luokkaan, jota kutsutaan ei-abelilaiseksi anyoniksis, eivätkä ne ole ainoita, joita voidaan käyttää topologisen kvanttitietokoneen luomiseen. In toukokuuta, sekä Googlella että Quantiinumilla väitti osoittaneensa, että heidän laitteistonsa voi myös luoda näitä kenen tahansa.

On edelleen epäselvää, edustaako tämä alkua suurelle muutokselle kvanttilaskentaympäristössä kohti topologisia lähestymistapoja. Mutta se is kasvavat todisteet siitä, että Microsoftin varhainen uhkapeli teknologiaa kohtaan saattaa maksaa itsensä takaisin.

Kuvan luotto: Microsoft Azure

Aikaleima:

Lisää aiheesta Singulaarisuus Hub