Microsoft veut construire un supercalculateur quantique d'ici une décennie

Microsoft veut construire un supercalculateur quantique d'ici une décennie

Horodatage: 5 juillet 2023 10:00
Microsoft veut construire un superordinateur quantique d'ici une décennie PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

Depuis le début de la course quantique, Microsoft a misé sur le qubit topologique insaisissable mais potentiellement révolutionnaire. Maintenant, la société affirme que sa grêle Mary a porté ses fruits, dire il pourrait construire un processeur fonctionnel en moins d'une décennie.

Les principales sociétés d'informatique quantique d'aujourd'hui se sont principalement concentrées sur les qubits - l'équivalent quantique des bits - fabriqués à partir d'électronique supraconductrice, ions piégés, ou des photons. Ces appareils ont franchi des étapes impressionnantes ces dernières années, mais sont entravés par des erreurs qui signifient qu'un ordinateur quantique est capable de sortireffectuer les classiques semblent encore loin.

Microsoft, en revanche, défend depuis longtemps l'informatique quantique topologique. Plutôt que d'encoder l'information dans les états des particules individuelles, cette approche encode l'information dans le structure globale du système. En eeory, cela devrait rendre les appareils considérablement plus tolérants au bruit de fond de l'environnement et donc plus ou moins à l'épreuve des erreurs.

Pour ce faire, cependant, vous devez générer une forme exotique de quasi-particule appelée a Mode zéro Majorana (MZM), ce qui s'est avéré incroyablement difficile. Un nouvel article de chercheurs de Microsoft affirme maintenant avoir réussi l'exploit et a établi une feuille de route pour les utiliser pour construire un ordinateur capable d'effectuer un million d'opérations quantiques par seconde.

"Cela a été une voie de développement ardue à court terme car elle exigeait que nous fassions une percée en physique qui a échappé aux chercheurs pendant des décennies », a écrit Chetan Nayak de Microsoft dans un blog. "Surmontant de nombreux défis, nous sommes ravis de partager qu'un article évalué par des pairs... établit que Microsoft a franchi la première étape vers la création d'un supercalculateur quantique fiable et pratique."

L'approche de Microsoft en matière d'informatique quantique s'appuie sur une branche obscure des mathématiques connue sous le nom de topologie. Il est utilisé pour décrire les propriétés fondamentales de la forme d'un objet qui ne changent pas lorsqu'il est déformé, tordu ou étiré.

Les exemple classique est le fait que topologiquement, un beignet et une tasse à café ont la même forme parce qu'ils ont chacun un trou solitaire - au centre du beignet et de la poignée de la tasse. Prendre une bouchée du beignet ou ébrécher la tasse ne change pas la forme globale, mais couper le beignet en deux ou casser la poignée le ferait.

L'idée pour l'informatique quantique est que si vous pouviez stocker des informations dans l'état topologique d'un système, il serait également résistant aux perturbations mineures. Cela pourrait le rendre largement immunisé contre le type de bruit environnemental qui interfère fréquemment avec les états quantiques fragiles des principales technologies qubit actuelles.

Les premières recherches ont identifié les MZM - des conglomérats inhabituels d'électrons qui se comportent comme une seule particule - comme un candidat prometteur pour créer des "qubits topologiques". En théorie, les chemins de plusieurs MZM peuvent être entrelacés pour créer une structure topologique capable d'effectuer des calculs quantiques. Chaque soi-disant « tresse » entre une paire de MZM agit efficacements comme porte logique.

Mais la création de ces qubits topologiques s'est avérée incroyablement difficile. Non seulement il est difficile de construire du matériel capable de produire des MZM, mais il est très difficile de les distinguer à partir d'une variété d'états quantiques similaires qui ne sont d'aucune utilité pour la construction d'ordinateurs quantiques. Microsoft a en fait annoncé avoir détecté des MZM dans des nanofils connectés à un supraconducteur en 2018, mais les résultats devaient être rétracté en 2021 après que d'autres groupes n'aient pas pu reproduire lem.

Maintenant, cependant, la société affirme avoir prouvé qu'elle pouvait générer des MZM dans des appareils similaires. Microsoft a publié les résultats préliminaires l'année dernière, mais maintenant la recherche a été publiée dans la revue à comité de lecture Examen physique B. Tandis que le l'étude précédente rétractée reposait sur la détection d'un pic soudain de la conductance électrique du fil, cette fois aautour, ils ont utilisé un protocole plus rigoureux qui recherchait les signatures des MZM aux deux extrémités du fil.

Nayak dit New Scientist que la probabilité que tout appareil ayant réussi ce nouveau test ne présente pas réellement de MZM était inférieure à huit pour cent. D'autres chercheurs étaient moins convaincus, plusieurs révélateurs New Scientist que le nouveau test avait encore des défauts et que certains détails dans les données suggèrent que les résultats pourraient être la conséquence d'autres effets quantiques.

Néanmoins, Microsoft affirme que le résultat marque la première étape de son feuille de route en six points pour créer un supercalculateur quantique topologique. Maintenant que l'entreprise a généré des MZM, la prochaine étape consiste à les utiliser pour créer des qubits topologiques avant d'en lier plusieurs.

Bien que cela puisse sembler être un long chemin, Krysta Svore de Microsoft dit Tech Crunch ils envisagention être capable de construire un ordinateur quantique à grande échelle capable d'effectuer un million d'opérations quantiques par seconde en une décennie.

Mais Microsoft n'est pas le seul à progresser sur ce front. Les MZM appartiennent à une classe de quasi-particules appelées anyons non abélienss, et ils ne sont pas les seuls à pouvoir être utilisés pour créer un ordinateur quantique topologique. In mai, Google et Quantinuum ont prétendu avoir montré que leur matériel pouvait également générer ces anyons.

On ne sait toujours pas si cela représente le début d'un changement majeur dans le paysage de l'informatique quantique vers des approches topologiques. Mais il iIl est de plus en plus évident que le premier pari de Microsoft sur la technologie pourrait être sur le point de porter ses fruits.

Crédit image : Microsoft Azure

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