Obliczenia kwantowe dają nadzieję na przeprowadzenie obliczeń, które zajęłyby dzisiejszym systemom miliony lat i mogłyby odblokować odkrycia w medycynie, chemii i wielu innych dziedzinach, w których niemal nieskończone morza możliwych kombinacji cząsteczek są poważnym problemem dla klasycznych komputerów.
Microsoft nie podał harmonogramu, kiedy chip zostanie rozbudowany w celu stworzenia komputerów kwantowych, które będą w stanie przewyższyć dzisiejsze maszyny, ale w poście na blogu firma stwierdziła, że ten moment zajmie "lata, a nie dekady".
Jason Zander, wiceprezes wykonawczy Microsoftu, który nadzoruje długoterminowe zakłady strategiczne firmy, opisał Majoranę 1 jako strategię "wysokiego ryzyka i wysokiej nagrody". Chip został wyprodukowany w laboratoriach Microsoftu w stanie Waszyngton i Danii.
Teoria z lat 30. ubiegłego wieku nabiera kształtów
Majorana 1 ma być pierwszym chipem kwantowym, który oparty jest na architekturze rdzenia topologicznego. Wykorzystano w nim nowy typ materiału topokonduktor, który umożliwia tworzenie Majoranów. To forma materii, która nie jest ani ciałem stałym, ani gazem, ani cieczą. Ich istnienie, w teorii, przewidział w latach 30. XX wieku Włoch Ettore Majorana uznany za jednego z najwybitniejszych fizyków XX wieku.
Nie istnieją one naturalnie, do ich powstania konieczne są precyzyjne, laboratoryjne warunki oraz materiały. Microsoft podaje, że stworzył nanodrut topokonduktorowy atom po atomie za pomocą połączenia arsenku indu z aluminium. Po schłodzeniu takiego przewodnika do temperatury bliskiej zera absolutnemu na jego końcach powstają Majorana Zero Modes.
Philip Kim, profesor fizyki na Uniwersytecie Harvarda, który nie był zaangażowany w badania Microsoftu, powiedział, że fermiony Majorany są od dziesięcioleci gorącym tematem wśród fizyków i nazwał prace Microsoftu "ekscytującym osiągnięciem", dzięki któremu firma znalazła się w czołówce badań kwantowych.
Powiedział także, że zastosowanie przez Microsoft hybrydy pomiędzy tradycyjnymi półprzewodnikami i egzotycznymi nadprzewodnikami wydaje się być dobrą drogą w kierunku chipów, które można skalować w celu uzyskania wydajniejszych rozwiązań.
- Chociaż nie ma jeszcze demonstracji (tego zwiększenia skali), to, co robią, jest naprawdę skuteczne – powiedział Kim.
"Atom po atomie, warstwa po warstwie"
Chip, który Microsoft ujawnił w środę, ma znacznie mniej kubitów (jednostka urządzeń kwantowych) niż konkurencyjne chipy Google i IBM. Jednak Microsoft uważa, że do stworzenia użytecznych komputerów potrzebnych będzie znacznie mniej kubitów opartych na procesorach Majorana, ponieważ poziom błędów jest niższy.
- Najtrudniejszą częścią było rozwiązanie fizyki. Nie ma do tego podręcznika i musieliśmy go wymyślić - powiedział Zander w wywiadzie dla Reutersa. - Dosłownie wynaleźliśmy możliwość tworzenia tego, atom po atomie, warstwa po warstwie - stwierdził.
Microsoft uważa, że komputer kwantowy zbudowany w oparciu o Majorana 1 pozwoliłby na stworzenie m.in. samonaprawiających się materiałów, które będą mogły np. naprawiać pęknięcia w samolotach czy rozłożyć plastikowe śmieci i przekształcić je na wartościowe produkty uboczne.
Autorka/Autor: jw/ams
Źródło: Reuters
Źródło zdjęcia głównego: Microsoft