Науковці створили квантовий чип на мільйон кубітів і незвичайною матерією: навіщо

Microsoft представила Majorana 1, перший у світі квантовий процесор, створений з використанням топологічної архітектури ядра, інноваційного та абсолютно нового типу матеріалу для квантових чипів. Про це пише Interesting Engineering.

Компанія планує розробити відмовостійкий прототип (FTP) масштабованого квантового комп'ютера, що масштабується, протягом наступних кількох років.

Квазічастинки, що використовуються в нових квантових процесорах, існують у теорії вже майже століття. Матеріал, відомий як топологічний надпровідник, або топопровідник, являє собою новий стан речовини, який не є ні твердим, ні рідким, ні газоподібним.

Microsoft розробила цей матеріал, нашаровуючи арсенід індію, напівпровідник, і алюміній, надпровідник, атом за атомом. При охолодженні до температур, близьких до абсолютного нуля, і налаштуванні магнітними полями матеріал утворює топологічні надпровідні нанопроводи з нульовими модами Майорани (MZM) на кінцях.

MZM діють як кубіти і зберігають квантову інформацію за допомогою "парності" — чи містить дріт непарне або парне число електронів. Оскільки електрони рухаються парами всередині надпровідника, непарне число електронів можна легко виявити через їхню додаткову енергію. Однак у топопровіднику MZM ділять неспарені електрони, що робить їх невидимими для навколишнього середовища.

Хоча приховування квантової інформації від навколишнього середовища має життєво важливе значення для розгортання квантових комп'ютерів, воно також являє собою ще одну проблему читання цієї інформації. Microsoft розробила цифровий перемикач, який з'єднує кінці нанопроводу з квантовою точкою, яка може зберігати електричний заряд.

Збільшення заряду точки залежить від парності нанопроволоки, і інженери Microsoft розробили мікрохвильову технологію для вимірювання заряду квантової точки.

Цей підхід також корисний для квантової корекції помилок (QEC). На відміну від традиційних підходів QEC, які мають бути точно налаштовані для кожного кубіта, Microsoft може одночасно під'єднувати квантову точку до багатьох кубітів і використовувати прості цифрові імпульси для під'єднання і від'єднання від них.

З успішною демонстрацією зберігання і вилучення квантової інформації компанія тепер рухається вперед, щоб продемонструвати масштабованість технології, заснованої на однокубітному пристрої під назвою тетрон. Вона планує побудувати відмовостійкий прототип (FTP) у найближчі роки.

Раніше ми писали, що новий ШІ перевершує суперкомп'ютери і вирішує наукові завдання швидше, ніж будь-коли. Команда вчених протестувала DIMON на більш ніж 1 000 цифрових комп'ютерних моделях серця реальних пацієнтів.