Microsoft показала квантовый процессор Majorana 1: для него придумали несуществующее состояние вещества

Для конструирования Majorana 1 Microsoft создала совершенно новый тип материала – топопроводник, сообщает 24 Канал. С его помощью в ближайшем будущем удастся создать квантовый компьютер, который сможет осуществлять детальные симуляции.

Читайте на сайте Ученые обнаружили, что обратное течение времени возможно, но путешествие в прошлое все еще не реально

Сейчас попробуем все объяснить

Основой квантовых компьютеров являются кубиты – эквивалент битов в традиционных компьютерах. Однако их нестабильность и чувствительность к шумам затрудняют создание надежных квантовых систем. Microsoft предлагает решение этой проблемы благодаря использованию частиц Майораны, которые еще в 1937 году описал итальянский физик Этторе Майорана.

С целью решения этой проблемы Microsoft разработала "топопроводник" – новый тип материала, который позволяет не только наблюдать, но и контролировать частицы Майораны. Компания отмечает, что это является ключом к созданию более стабильных топологических кубитов.

В своем процессоре Majorana 1 Microsoft уже разместила восемь таких кубитов, а в будущем планирует масштабировать эту технологию до миллиона кубитов на одном чипе.

Наш путь к полезным квантовым вычислениям понятен. Базовые технологии доказаны, и мы уверены, что наша архитектура является масштабируемой,
– заявил Четан Найяк, технический эксперт Microsoft.

Если коротко

Революционность топопроводника от Microsoft заключается в том, что он позволяет создавать более стабильные кубиты благодаря использованию частиц Майораны. Эти частицы действуют как собственные античастицы, что делает кубиты менее чувствительными к шуму и ошибкам, которые обычно затрудняют масштабирование квантовых вычислений.

Потенциальные возможности квантового компьютера

По словам разработчиков, миллион-кубитный квантовый компьютер позволит проводить сложные симуляции, улучшая понимание природных процессов, разработку новых лекарств и исследования материаловедения, и "топопроводник" является ключевой технологией для достижения этой цели.

Почему это важно?

Среди современных классических компьютеров даже самые мощные суперкомпьютеры не могут точно рассчитывать поведение сложных квантовых систем, потому что таких вычислений слишком много. Они или упрощают уравнения, или используют приближения.

Квантовый компьютер работает иначе – он оперирует теми же законами квантовой механики, что и природа, а значит, может моделировать эти процессы прямо, без необходимости приближенных вычислений.

Где это может помочь?

• Разработка новых лекарств и материалов. Такой компьютер сможет симулировать поведение молекул и химических реакций без реальных экспериментов. Вместо тестирования тысяч вариантов в лабораториях, можно быстро находить нужные структуры для лекарств против болезней, таких как рак или Альцгеймер. Также с его помощью можно было бы решить проблему сверхпроводников, работающих при комнатной температуре.
• Понимание сложных природных процессов. Квантовый компьютер может точно симулировать фотосинтез, что поможет создавать эффективные искусственные системы для производства энергии. А исследование поведения сложных белков и ДНК может привести к прорывам в генной инженерии.
• Развитие новых технологий. Также благодаря точным симуляциям можно оптимизировать производство, транспортные системы и логистику (квантовые алгоритмы позволяют находить лучшие решения быстрее, чем классические).

Смотрите также Ученые представили "декодер мозга", который читает мысли человека на основе быстрого сканирования

Сотрудничество с DARPA и дальнейшие планы

Microsoft опубликовала результаты своих исследований в журнале Nature и получила поддержку от Агентства перспективных исследовательских проектов обороны США (DARPA). Компания стала одним из двух финалистов программы Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC), в рамках которой она разработает прототип квантового компьютера с исправлением ошибок в ближайшие годы.