Η Microsoft ανακοίνωσε μια σημαντική ανακάλυψη στον κβαντικό υπολογισμό με την εισαγωγή του Majorana 1, του πρώτου κβαντικού επεξεργαστή στον κόσμο που τροφοδοτείται από τοπολογικά qubits. Αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας μια επαναστατική κατηγορία υλικών γνωστών ως τοποαγωγών, ο επεξεργαστής σηματοδοτεί ένα κρίσιμο βήμα προς την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών μεγάλης κλίμακας, ανεκτικών σε σφάλματα. Ο κβαντικός υπολογιστής έχει προαναγγελθεί εδώ και καιρό ως μια τεχνολογία μετασχηματισμού με τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση σε τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η κρυπτογραφία και η τεχνητή νοημοσύνη .
Ωστόσο, η επίτευξη ενός κλιμακούμενου και ανθεκτικού σε σφάλματα κβαντικού συστήματος παρέμεινε μια σημαντική πρόκληση. Η νέα μονάδα Quantum Processing Unit (QPU) της Microsoft , Majorana 1, αντιπροσωπεύει ένα άλμα προς τα εμπρός χρησιμοποιώντας έναν Τοπολογικό Πυρήνα, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει ένα εκατομμύριο qubits σε ένα μόνο τσιπ. Η πιο πρόσφατη έρευνα της εταιρείας, που δημοσιεύτηκε στο Nature, καταδεικνύει την ικανότητα δημιουργίας και χειρισμού τοπολογικών qubit χρησιμοποιώντας ένα νέο σχεδιασμό υλικού.
Στο επίκεντρο της ανακάλυψης της Microsoft βρίσκεται η δημιουργία των Majorana Zero Modes (MZM), ενός θεωρητικού οιονεί σωματιδίου που χρησιμοποιείται πλέον στους τοποαγωγούς της εταιρείας. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς υπεραγωγούς, όπου τα ηλεκτρόνια ζευγαρώνουν και ρέουν χωρίς αντίσταση, η προσέγγιση της Microsoft χρησιμοποιεί MZM για την αποθήκευση κβαντικών πληροφοριών με τρόπο που είναι εγγενώς ανθεκτικός σε εξωτερικές παρεμβολές. Αυτή η φυσική προστασία ενισχύει τη σταθερότητα των qubits, τα οποία είναι απαραίτητα για κβαντικούς υπολογισμούς μεγάλης κλίμακας.
Μια βασική πρόκληση στον τοπολογικό κβαντικό υπολογισμό είναι η ικανότητα ανάγνωσης κβαντικών πληροφοριών που κωδικοποιούνται σε αυτά τα qubits. Η Microsoft έχει αντιμετωπίσει αυτό το ζήτημα μέσω μιας καινοτόμου τεχνικής ψηφιακής μέτρησης που βασίζεται στη σύζευξη κβαντικών κουκκίδων με τα νανοσύρματα όπου βρίσκονται τα MZM. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει ακριβείς, υψηλής πιστότητας ενδείξεις κβαντικών καταστάσεων, μειώνοντας σημαντικά τις πιθανότητες σφάλματος και ανοίγοντας το δρόμο για αξιόπιστη κβαντική διόρθωση σφαλμάτων.
Ο οδικός χάρτης της Microsoft περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός κβαντικού πρωτοτύπου με ανοχή σε σφάλματα (FTP), το οποίο αποτελεί μέρος του προγράμματος Υπερεξερεύνητων Συστημάτων για Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) του Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Έχοντας αποδείξει με επιτυχία τη σκοπιμότητα των τοπολογικών qubit της, η Microsoft έχει προχωρήσει στην τελική φάση της πρωτοβουλίας DARPA, με σχέδια να κατασκευάσει ένα λειτουργικό κβαντικό πρωτότυπο τα επόμενα χρόνια. Η στρατηγική της εταιρείας περιλαμβάνει τη χρήση μιας σπονδυλωτής κβαντικής αρχιτεκτονικής βασισμένης στα τετρόνια, μιας κλιμακούμενης μονάδας qubit που επιτρέπει τη διόρθωση σφαλμάτων μέσω ψηφιακών μετρήσεων και όχι των παραδοσιακών αναλογικών κβαντικών πυλών.
Αυτή η καινοτομία απλοποιεί τη διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων μεγάλης κλίμακας και μειώνει τον αριθμό των φυσικών qubits που απαιτούνται για την κατασκευή ενός πρακτικού κβαντικού υπολογιστή. Η ανακοίνωση της Microsoft σηματοδοτεί ένα σημαντικό ορόσημο στον αγώνα δρόμου προς τον κβαντικό υπολογισμό σε κλίμακα χρησιμότητας. Με μια επεκτάσιμη προσέγγιση, ισχυρές μεθόδους διόρθωσης σφαλμάτων και την υποστήριξη της DARPA, η εταιρεία τοποθετείται ως ηγέτης στην ανάπτυξη κβαντικών τεχνολογιών που θα μπορούσαν να ξεκλειδώσουν πρωτοποριακές επιστημονικές και βιομηχανικές εξελίξεις. – Από το MENA Newswire News Desk.