Microsoft ต้องการสร้าง Quantum Supercomputer ภายในหนึ่งทศวรรษ

Microsoft ต้องการสร้าง Quantum Supercomputer ภายในหนึ่งทศวรรษ

ประทับเวลา: 5 กรกฎาคม 2023 10:00 น
Microsoft ต้องการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมภายในทศวรรษ PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

ตั้งแต่เริ่มต้นการแข่งขันควอนตัม Microsoft ได้วางเดิมพันกับ qubit โทโพโลยีที่เข้าใจยากแต่อาจเปลี่ยนแปลงเกมได้ ตอนนี้บริษัทอ้างว่า Mary ได้จ่ายเงินไปแล้ว คำพูด มันสามารถสร้างโปรเซสเซอร์ที่ใช้งานได้ภายในเวลาไม่ถึงทศวรรษ

บริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมชั้นนำในปัจจุบันให้ความสำคัญกับ qubits เป็นหลัก ซึ่งเทียบเท่ากับควอนตัมของบิต ที่ทำจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีตัวนำยิ่งยวด ไอออนที่ติดอยู่หรือโฟตอน อุปกรณ์เหล่านี้ประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ถูกขัดขวางด้วยข้อผิดพลาด ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถดำเนินการ คลาสสิกยังคงปรากฏอยู่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

ในทางกลับกัน Microsoft ได้สนับสนุนคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงทอพอโลยีมาอย่างยาวนาน แทนที่จะเข้ารหัสข้อมูลในสถานะของอนุภาคแต่ละตัว วิธีการนี้เข้ารหัสข้อมูลใน โครงสร้างโดยรวมของระบบ. ในซึ่งควรทำให้อุปกรณ์ทนทานต่อเสียงรบกวนรอบข้างจากสภาพแวดล้อมได้มากขึ้น และดังนั้นจึงป้องกันข้อผิดพลาดได้ไม่มากก็น้อย

ในการทำเช่นนั้น คุณต้องสร้างรูปแบบที่แปลกใหม่ของ quasiparticle ที่เรียกว่า a โหมด Majorana ศูนย์ (MZMs) ซึ่งพิสูจน์แล้วว่ายากอย่างไม่น่าเชื่อ เอกสารใหม่จากนักวิจัยของ Microsoft อ้างว่าได้บรรลุผลสำเร็จแล้ว และได้วางแผนที่ถนนสำหรับใช้พวกเขาเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ที่สามารถดำเนินการควอนตัมหนึ่งล้านรายการต่อวินาที

"มันเป็นเส้นทางการพัฒนาที่ยากลำบากในระยะเวลาอันใกล้นี้ เนื่องจากจำเป็นต้องสร้างความก้าวหน้าทางฟิสิกส์ที่หลบเลี่ยงนักวิจัยมานานหลายทศวรรษ” Chetan Nayak จาก Microsoft เขียนไว้ใน โพสต์บล็อก. “การก้าวข้ามความท้าทายมากมาย เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันเอกสารที่ได้รับการตรวจสอบโดยเพื่อน… ยืนยันว่า Microsoft ได้บรรลุหลักชัยขั้นแรกในการสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้และใช้งานได้จริง”

แนวทางของ Microsoft ในการคำนวณควอนตัมสร้างขึ้นจากสาขาคณิตศาสตร์ที่คลุมเครือซึ่งเรียกว่าโทโพโลยี ใช้เพื่ออธิบายคุณสมบัติพื้นฐานของรูปร่างของวัตถุที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อบิดเบี้ยว บิด หรือยืดออก

พื้นที่ ตัวอย่างคลาสสิก เป็นข้อเท็จจริงที่ว่าโดนัทและแก้วกาแฟมีรูปร่างเหมือนกันเนื่องจากแต่ละชิ้นมีรูเดี่ยวๆ ตรงกลางโดนัทและที่จับของแก้ว การกัดโดนัทหรือบิ่นแก้วไม่ได้เปลี่ยนรูปร่างโดยรวม แต่การตัดโดนัทออกครึ่งหนึ่งหรือหักที่จับออก

ข้อมูลเชิงลึกสำหรับควอนตัมคอมพิวติ้งคือ ถ้าคุณสามารถจัดเก็บข้อมูลในสถานะโทโพโลยีของระบบได้ ข้อมูลนั้นก็จะทนทานต่อการก่อกวนเล็กน้อยในทำนองเดียวกัน นั่นอาจทำให้มีภูมิคุ้มกันอย่างมากต่อเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อมที่มักรบกวนสถานะควอนตัมที่เปราะบางของเทคโนโลยี qubit ชั้นนำในปัจจุบัน

การวิจัยในระยะแรกระบุว่า MZM ซึ่งเป็นการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนที่ผิดปกติซึ่งทำหน้าที่เป็นอนุภาคเดี่ยว เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มจะสร้าง "โทโพโลยีคิวบิต" ในทางทฤษฎี เส้นทางของ MZM หลายตัวสามารถเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างโครงสร้างทอพอโลยีที่สามารถคำนวณควอนตัมได้ แต่ละสิ่งที่เรียกว่า "การถักเปีย" ระหว่าง MZM คู่หนึ่งทำหน้าที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพs เป็นลอจิกเกต

แต่การสร้างทอพอโลยี qubits เหล่านี้ได้พิสูจน์แล้วว่ายากอย่างไม่น่าเชื่อ ไม่เพียงแต่การสร้างฮาร์ดแวร์ที่สามารถผลิต MZM ได้ยากเท่านั้น ยากมากที่จะแยกแยะพวกเขา จากสถานะควอนตัมที่คล้ายคลึงกันซึ่งไม่มีประโยชน์สำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม Microsoft ประกาศว่าพวกเขาตรวจพบ MZM ในเส้นลวดนาโนที่เชื่อมต่อกับตัวนำยิ่งยวดในปี 2018 แต่ผลที่ได้จะต้องเป็น ถอนออกในปี 2021 หลังจากที่กลุ่มอื่นไม่สามารถทำซ้ำได้m.

แม้ว่าตอนนี้ บริษัทอ้างว่าพวกเขาได้พิสูจน์แล้วว่าสามารถสร้าง MZM ในอุปกรณ์ที่คล้ายกันได้ ไมโครซอฟท์ ออกผลเบื้องต้นเมื่อปีที่แล้วแต่ตอนนี้งานวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนแล้ว การทบทวนทางกายภาพ B. ในขณะที่ การศึกษาแบบดึงกลับครั้งก่อนอาศัยการตรวจจับจุดสูงสุดอย่างฉับพลันในตัวนำไฟฟ้าของสายไฟ ครั้งนี้ aพวกเขาใช้โปรโตคอลที่เข้มงวดมากขึ้นซึ่งมองหาลายเซ็นของ MZM ที่ปลายทั้งสองของสาย

นายัค บอก นักวิทยาศาสตร์นิว ความน่าจะเป็นของอุปกรณ์ที่ผ่านการทดสอบใหม่นี้ซึ่งไม่แสดง MZM จริงนั้นน้อยกว่า XNUMX เปอร์เซ็นต์ นักวิจัยคนอื่น ๆ มีความมั่นใจน้อยกว่าด้วยการบอกเล่าหลายครั้ง นักวิทยาศาสตร์นิว ว่าการทดสอบใหม่ยังคงมีข้อบกพร่อง และรายละเอียดบางอย่างในข้อมูลบ่งชี้ว่าผลลัพธ์อาจเป็นผลมาจากผลกระทบทางควอนตัมอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม Microsoft กล่าวว่าผลลัพธ์ดังกล่าวถือเป็นก้าวแรกในการดำเนินการ แผนงานหกจุด เพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงทอพอโลยี ตอนนี้บริษัทได้สร้าง MZM แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการใช้มันเพื่อสร้างทอพอโลยี qubits ก่อนที่จะร้อยเข้าด้วยกัน

แม้ว่านั่นอาจดูยาวไกล แต่ Krysta Svore จาก Microsoft บอก ขบเคี้ยวเทค พวกเขามองเห็นไอออน สามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเต็มรูปแบบที่สามารถดำเนินการควอนตัมหนึ่งล้านครั้งต่อวินาทีภายในหนึ่งทศวรรษ

แต่ Microsoft ไม่ใช่รายเดียวที่มีความคืบหน้าในด้านนี้ MZM ตกอยู่ในกลุ่มของ quasiparticles ที่เรียกว่า non-Abelian anyonsและไม่ใช่เครื่องเดียวที่สามารถใช้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงทอพอโลยีได้ In พฤษภาคม ทั้ง Google และ Quantinuum อ้างว่าได้แสดงให้เห็นว่าฮาร์ดแวร์ของพวกเขาสามารถสร้างสิ่งเหล่านี้ได้

ยังไม่ชัดเจนว่านี่เป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในภูมิทัศน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมไปสู่แนวทางทอพอโลยีหรือไม่ แต่มัน iมีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าการเดิมพันเทคโนโลยีในช่วงแรก ๆ ของ Microsoft อาจได้รับผลตอบแทน

เครดิตรูปภาพ: Microsoft Azure

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก Hub เอกพจน์