Microsoft хочет построить квантовый суперкомпьютер в течение десятилетия

Microsoft хочет построить квантовый суперкомпьютер в течение десятилетия

Отметка времени: 5 июля 2023 г., 10:00
Microsoft хочет построить квантовый суперкомпьютер в течение десятилетия. Платоблокчейн-аналитика данных. Вертикальный поиск. Ай.

С самого начала квантовой гонки Microsoft сделала ставку на неуловимый, но потенциально способный изменить правила игры топологический кубит. Теперь компания утверждает, что ее град Мэри окупился, поговорка он мог построить работающий процессор менее чем за десятилетие.

Сегодняшние ведущие компании, занимающиеся квантовыми вычислениями, в основном сосредоточились на кубитах — квантовом эквиваленте битов — сделанных из сверхпроводящей электроники. захваченные ионы, или фотоны. Эти устройства достигли впечатляющих результатов в последние годы, но им мешают ошибки, которые означают, что квантовый компьютер способен превзойтивыполнять классические все еще кажутся далекими.

С другой стороны, Microsoft уже давно поддерживает топологические квантовые вычисления. Вместо того, чтобы кодировать информацию в состояниях отдельных частиц, этот подход кодирует информацию в общая структура системы. в йТеоретически, это должно сделать устройства значительно более устойчивыми к фоновому шуму из окружающей среды и, следовательно, более или менее устойчивыми к ошибкам.

Однако для этого вам нужно сгенерировать экзотическую форму квазичастицы, называемую Нулевой режим Майораны (МЗМ), что оказалось невероятно сложным. В новой статье исследователей Microsoft теперь утверждается, что они достигли подвига, и изложена дорожная карта для использования их для создания компьютера, способного выполнять один миллион квантовых операций в секунду.

Это был трудный путь развития в ближайшей перспективе, потому что он требовал от нас прорыва в физике, который ускользал от исследователей на протяжении десятилетий», — написал Четан Наяк из Microsoft в блог. «Преодолевая множество проблем, мы рады сообщить, что рецензируемый документ… устанавливает, что Microsoft достигла первой вехи на пути к созданию надежного и практичного квантового суперкомпьютера».

Подход Microsoft к квантовым вычислениям основан на малоизвестном разделе математики, известном как топология. Он используется для описания основных свойств формы объекта, которые не меняются при его деформации, скручивании или растяжении.

Ассоциация классический пример заключается в том, что топологически пончик и кофейная кружка имеют одинаковую форму, потому что у каждого из них есть одиночное отверстие — в центре пончика и ручке кружки. Если откусить пончик или отколоть кружку, общая форма не изменится, а вот разрезание пончика пополам или отламывание ручки изменит.

Идея квантовых вычислений заключается в том, что если бы вы могли хранить информацию в топологическом состоянии системы, она была бы так же устойчива к незначительным возмущениям. Это может сделать его в значительной степени невосприимчивым к шуму окружающей среды, который часто мешает хрупким квантовым состояниям современных ведущих технологий кубитов.

Ранние исследования определили MZM — необычные скопления электронов, которые ведут себя как единая частица — в качестве многообещающего кандидата для создания «топологических кубитов». Теоретически пути нескольких MZM могут быть переплетены для создания топологической структуры, способной выполнять квантовые вычисления. Каждая так называемая «коса» между парой МЗМ эффективно действуетs как логический вентиль.

Но создание этих топологических кубитов оказалось невероятно сложным. Сложно не только создать оборудование, способное производить MZM, но и очень сложно их отличить из множества подобных квантовых состояний, которые бесполезны для построения квантовых компьютеров. На самом деле Microsoft объявила об обнаружении MZM в нанопроводах, подключенных к сверхпроводнику, в 2018 году, но результаты должны были быть отозван в 2021 г. после того, как другие группы не смогли воспроизвестиm.

Однако теперь компания утверждает, что они доказали, что могут генерировать MZM в аналогичных устройствах. Майкрософт опубликовал предварительные результаты за прошлый год, но теперь исследование опубликовано в рецензируемом журнале Физический обзор B. Если предыдущее отозванное исследование основывалось на обнаружении внезапного пика электрической проводимости провода, на этот раз aвокруг они использовали более строгий протокол, который искал подписи MZM на обоих концах провода.

Nayak заявил New Scientist что вероятность того, что любое устройство, прошедшее этот новый тест, на самом деле не демонстрирует MZM, была меньше, чем 8 процент. Другие исследователи были менее убеждены. New Scientist что в новом тесте все еще есть недостатки и что некоторые детали данных предполагают, что результаты могут быть следствием других квантовых эффектов.

Тем не менее, Microsoft заявляет, что результат является первым шагом в ее дорожная карта из шести пунктов создать топологический квантовый суперкомпьютер. Теперь, когда компания сгенерировала MZM, следующим шагом будет их использование для создания топологических кубитов, прежде чем соединить многие из них вместе.

Хотя это может показаться долгим путем, Криста Своре из Microsoft заявил Tech Crunch они видятион возможность построить полномасштабный квантовый компьютер, способный выполнять один миллион квантовых операций в секунду в течение десятилетия.

Но Microsoft не единственная, кто добился прогресса в этом направлении. MZM попадают в класс квазичастиц, называемых неабелевыми анионами.s, и они не единственные, которые можно использовать для создания топологического квантового компьютера. Iн май, как Google, так и Quantinuum утверждали, что показали, что их оборудование также может генерировать эти анионы.

Остается неясным, представляет ли это начало серьезного сдвига в ландшафте квантовых вычислений в сторону топологических подходов. Но это iРастущие доказательства того, что ранняя ставка Microsoft на эту технологию может окупиться.

Кредит изображения: Microsoft Azure

Отметка времени:

Больше от Singularity Hub