Microsoft заяўляе аб прарыве ў квантавых тэхналогіях: новы стан матэрыі

Квантавыя камп’ютары разглядаюцца як будучыня вылічальных тэхналогій, бо здольныя выконваць звышскладаныя разлікі, з якімі традыцыйныя камп’ютары не справяцца нават за тысячы гадоў. Але іх стварэнне дагэтуль сутыкаецца з сур’ёзнымі перашкодамі.

Асноўная з іх — нестабільнасць кубітаў (квантавыя біты ўжываюцца ў квантавых кампутарах замест лічбавых нулёў і адзінак). Яны губляюць інфармацыю праз долі секунды, таму для працы квантавага камп’ютара трэба выкарыстоўваць вялікую колькасць рэзервовых кубітаў для карэкцыі памылак. У цяперашніх сістэмах на кожны працоўны кубіт патрабуецца да тысячы дапаможных. Гэта робіць тэхналогію дарагой і складанай у рэалізацыі.

Кампанія Microsoft заявіла, што знайшла шлях да пераадолення гэтай праблемы. Яе даследчыкам спатрэбілася 20 гадоў, каб асвоіць новы стан матэрыі, які дазволіць стварыць базавыя блокі квантавага камп’ютара і прадставіць яго працаздольны варыянт да 2030 года.

У чым сутнасць адкрыцця?

Microsoft сцвярджае, што яе прарыў у квантавых тэхналогіях стаў вынікам шматгадовых даследаванняў асаблівага тыпу часціц, якія, паводле навуковых гіпотэз, уяўляюць сабой чацвёрты стан матэрыі, адрозны ад цвёрдага, вадкага і газападобнага.

Заяўлены прарыў заснаваны на выкарыстанні майяранаўскіх ферміёнаў — часціц, існаванне якіх было гіпатэтычна абгрунтавана яшчэ ў 1937 годзе. З таго часу вучоныя імкнуліся даказаць, што гэтыя часціцы сапраўды існуюць.

Майяранаўскія ферміёны — унікальныя, бо яны адначасова і часціцы, і антычасціцы. Ідэя заключаецца ў тым, што калі выкарыстоўваць іх для квантавых вылічэнняў, інфармацыя не будзе згубленая нават пры частковых збоях, бо яна размеркавана па ўсёй структуры кубіта.

Гэтая ўласцівасць робіць майяранаўскія ферміёны ідэальнымі кандыдатамі для стварэння тапалагічных кубітаў — тыпу кубітаў, якія больш устойлівыя да памылак у параўнанні з традыцыйнымі. У адрозненне ад звычайных кубітаў, якія могуць страчваць сваю квантавую суперпазіцыю пад уздзеяннем знешніх фактараў, тапалагічныя кубіты захоўваюць інфармацыю даўжэй дзякуючы асаблівым узаемадзеянням паміж майяранаўскімі ферміёнамі.

Калі гэтую тэхналогію ўдасца маштабаваць, квантавыя камп’ютары стануць значна больш надзейнымі і эфектыўнымі. Паводле ацэнак Microsoft, для карэкцыі памылак у такой сістэме спатрэбіцца ў 10 разоў менш дапаможных кубітаў, чым у сучасных квантавых машынах. Гэта азначае меншыя выдаткі на стварэнне квантавых камп’ютараў і іх больш хуткі выхад на практычнае прымяненне.

Што ўжо зрабіла Microsoft?

Кампанія Microsoft заявіла, што стварыла працэсарны чып Majorana 1 — першы ў свеце чып, які заснаваны на новай архітэктуры тапалагічнага ядра (Topological Core). У яго цяперашняй версіі змяшчаецца 8 кубітаў, што з’яўляецца пачатковым этапам тэхналогіі. Аднак у перспектыве Microsoft плануе значна павялічыць шчыльнасць кубітаў і змясціць да 1 мільёна кубітаў на адзін чып.

Першае ў свеце тапалагічнае ядро, якое ляжыць у аснове Majorana 1, першапачаткова спраектавана так, каб быць устойлівым да памылак на ўзроўні апаратнага забеспячэння, што робіць яго больш стабільным.

Развіццём гэтай тэхналогіі ўжо зацікавілася Агенцтва перадавых абаронных даследчых праектаў (DARPA), якое выбрала Microsoft для ўдзелу ў праграме распрацоўкі буйнамаштабнага квантавага камп’ютара.

• 23
• 0
• 1
• 2
• 0
• 0
• 0
• 2