Microsoft vrea să construiască un supercomputer cuantic într-un deceniu

Microsoft vrea să construiască un supercomputer cuantic într-un deceniu

Marca temporală: 5 iulie 2023, ora 10:00
Microsoft Wants to Build a Quantum Supercomputer Within a Decade PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

De la începutul cursei cuantice, Microsoft a pariat pe qubit-ul topologic evaziv, dar care poate schimba jocul. Acum, compania susține că salutul Mary a dat roade, spunând ar putea construi un procesor funcțional în mai puțin de un deceniu.

Cele mai importante companii de calcul cuantic din ziua de azi s-au concentrat predominant pe qubiți - echivalentul cuantic al biților - fabricați din electronice supraconductoare, ioni prinsi, sau fotoni. Aceste dispozitive au atins repere impresionante în ultimii ani, dar sunt împiedicate de erori care înseamnă un computer cuantic capabil săefectua cele clasice apar încă oarecum departe.

Microsoft, pe de altă parte, a susținut mult timp calculul cuantic topologic. În loc să codifice informații în stările particulelor individuale, această abordare codifică informații în structura generală a sistemului. În thDe regulă, acest lucru ar trebui să facă dispozitivele mult mai tolerante la zgomotul de fundal din mediu și, prin urmare, mai mult sau mai puțin rezistente la erori.

Pentru a face acest lucru, totuși, trebuie să generați o formă exotică de cvasiparticulă numită a Majorana modul zero (MZMs), care sa dovedit incredibil de dificil. O nouă lucrare a cercetătorilor Microsoft susține acum că a reușit acest lucru și a stabilit o foaie de parcurs pentru utilizarea lor pentru a construi un computer capabil să efectueze un milion de operațiuni cuantice pe secundă.

A fost o cale de dezvoltare anevoioasă pe termen scurt, deoarece a necesitat să facem o descoperire în fizică care a scăpat cercetătorilor de zeci de ani”, a scris Chetan Nayak de la Microsoft. o postare pe blog. „Depășind multe provocări, suntem încântați să vă împărtășim că o lucrare revizuită de colegi... stabilește că Microsoft a atins prima etapă spre crearea unui supercomputer cuantic fiabil și practic.”

Abordarea Microsoft asupra calculului cuantic se bazează pe o ramură obscure a matematicii cunoscută sub numele de topologie. Este folosit pentru a descrie proprietățile fundamentale ale formei unui obiect care nu se schimbă atunci când este deformat, răsucit sau întins.

exemplu clasic este faptul că din punct de vedere topologic, o gogoașă și o cană de cafea au aceeași formă, deoarece au fiecare câte o gaură solitară — în centrul gogoșii și mânerul cănii. O mușcătură din gogoși sau ciobirea cănii nu schimbă forma generală, dar tăierea gogoșii în jumătate sau ruperea mânerului ar schimba.

Perspectiva pentru calculul cuantic este că, dacă ați putea stoca informații în starea topologică a unui sistem, ar fi la fel de rezistent la perturbații minore. Acest lucru l-ar putea face în mare măsură imun la tipul de zgomot de mediu care interferează frecvent cu stările cuantice fragile ale tehnologiilor qubit de vârf de astăzi.

Cercetările timpurii au identificat MZM-urile - conglomerații neobișnuite de electroni care se comportă ca o singură particulă - ca un candidat promițător pentru a crea „qubiți topologici”. În teorie, căile multiplelor MZM pot fi împletite pentru a crea o structură topologică capabilă să efectueze calcule cuantice. Fiecare așa-numită „împletitură” între o pereche de MZM acționează eficients ca o poartă logică.

Dar crearea acestor qubiți topologici s-a dovedit incredibil de dificilă. Nu numai că este dificil să construiești hardware capabil să producă MZM-uri, ci și foarte greu să le distingem dintr-o varietate de stări cuantice similare care nu sunt de nici un folos pentru construirea calculatoarelor cuantice. Microsoft a anunțat de fapt că a detectat MZM-uri în nanofire conectate la un supraconductor în 2018, dar rezultatele au trebuit să fie retractat în 2021 după ce alte grupuri nu au putut replicam.

Acum însă, compania susține că a demonstrat că pot genera MZM-uri pe dispozitive similare. Microsoft a publicat rezultatele preliminare anul trecut, dar acum cercetarea a fost publicată în jurnalul evaluat de colegi Analiza fizică B. În timp ce Studiul retras anterior s-a bazat pe detectarea unui vârf brusc al conductanței electrice a firului, de data aceasta around au folosit un protocol mai riguros care căuta semnături ale MZM-urilor la ambele capete ale firului.

Nayak a spus New Scientist că probabilitatea ca orice dispozitiv care a trecut acest nou test să nu prezinte de fapt un MZM a fost mai mică de opt la sută. Alți cercetători au fost mai puțin convinși, mai mulți spunând New Scientist că noul test mai avea defecte și că unele detalii din date sugerează că rezultatele ar putea fi consecința altor efecte cuantice.

Cu toate acestea, Microsoft spune că rezultatul bifează primul pas al său foaie de parcurs în șase puncte pentru a crea un supercalculator cuantic topologic. Acum că compania a generat MZM-uri, următorul pas este să le folosiți pentru a crea qubiți topologici înainte de a le înșira mulți dintre ei.

În timp ce acesta ar putea părea un drum lung, Krysta Svore de la Microsoft a spus Tech Crunch ei prevădion fiind capabil să construiască un computer cuantic la scară largă capabil de un milion de operațiuni cuantice pe secundă într-un deceniu.

Dar Microsoft nu este singurul care face progrese în acest sens. MZM-urile se încadrează într-o clasă de cvasiparticule numite non-Abelian anyonsși nu sunt singurele care pot fi folosite pentru a crea un computer cuantic topologic. In mai, atât Google, cât și Quantinuum au susținut că au demonstrat că hardware-ul lor poate genera și acești oricine.

Rămâne neclar dacă acesta reprezintă începutul unei schimbări majore în peisajul calculului cuantic către abordări topologice. Dar iDovada tot mai mare a faptului că pariul timpuriu al Microsoft asupra tehnologiei ar putea fi pe cale să dea roade.

Credit imagine: Microsoft Azure

Timestamp-ul:

Mai mult de la Singularity Hub