Microsoft постигна напредок во развојот на квантните компјутери со претставувањето на новиот чип наречен Majorana 1. Станува збор за квантен процесор кој користи посебен вид честички, наречени по италијанскиот физичар Еторе Мајорана, кој теоретски ги предвиде уште во 1937 година.
Microsoft го претстави Majorana 1 – квантен чип базиран на нова архитектура на тополошко јадро. Сржта на новиот пристап е специјален материјал наречен врвен спроводник, кој овозможува создавање и контрола на честичките „мајорана“.
Честичките „мајорана“ се посебни по тоа што истовремено се и честичка и античестичка – својство што ги прави единствени во светот на квантната физика. За разлика од обичните честички, како што е електронот, кој има своја античестичка, честичките „мајорана“ мора да бидат електрично неутрални бидејќи се нивна античестичка. Во стандардниот модел на физиката, единствениот познат кандидат за таква честичка е неутриното, кое поттикна многу експерименти низ светот кои се обидуваат да го докажат ова својство.
Од децении до неколку години
Microsoft успеа да ги создаде и контролира овие специјални честички во својот нов чип, што отвора нови можности за развој на квантни компјутери. Наместо претходните предвидувања дека за практичните квантни компјутери ќе бидат потребни децении, оваа технологија би можела да го скрати процесот на само неколку години. За разлика од обичните компјутери кои користат битови (0 и 1), квантните компјутери работат со кјубити, кои можат да бидат во повеќе состојби во исто време. Ова им овозможува да решаваат одредени сложени задачи многу побрзо од конвенционалните компјутери. Проблемот е што кјубитите се многу нестабилни и чувствителни на најмали пречки од околината. Тука доаѓа новото решение на Microsoft.
„Квантен транзистор“
Јадрото на новиот пристап е специјален материјал наречен врвен спроводник, кој овозможува создавање и контрола на честичките „мајорана“. Овие честички може да се користат за создавање постабилни кјубити, што е клучно за практичната примена на квантните компјутери.
– Ова е како измислување нов транзистор за квантната ера. Прво требаше да дизајнираме какви својства треба да има овој „квантен транзистор“, а потоа ги развивме материјалите што го овозможија тоа – објаснил техничкиот советник на Microsoft, Четан Најак.
Новата архитектура на чиповите може да биде пресвртница во развојот на квантните компјутери. Дизајнот овозможува поставување на милион кјубити на чип, што е важно бидејќи само со толку кјубити квантните компјутери стануваат практично употребливи. За споредба, денешните најнапредни квантни компјутери имаат само неколку стотици кјубити.
Што значи ова во пракса?
Компјутер со милион кјубити, на пример, би можел да дизајнира нови материјали кои сами се поправаат кога ќе се оштетат, како што е мост кој автоматски ги поправа пукнатините, или делови од авион што можат сами да поправат помали оштетувања. Таквиот компјутер би можел да најде начин за ефикасно разградување на микропластиката што ја загадува животната средина или да развие ензими кои ќе им овозможат на земјоделските култури успешно да растат во сè поостри климатски услови.
Создавањето таков чип го претставува врвот на прецизноста во технологијата. – Ние го градиме буквално атом по атом. Секој атом мора да биде на своето место бидејќи и најмалата грешка може да го расипе кјубитот – истакнала Криста Своре од Microsoft.
Чипот користи специјално дизајнирани алуминиумски жици, дебели неколку нанометри, распоредени во форма на буквата „H“. Секоја таква структура содржи четири честички „мајорана“ кои заедно формираат еден кјубит. За да функционира сето ова, потребна е посебна средина. Системот има сложена контролна електроника, екстремно ладење до температури блиску до апсолутна нула (-273,15°C) и специјален софтвер, кој комбинира класично пресметување со вештачка интелигенција за да ги контролира кјубитите.
Ова е важен чекор, но…
Значењето на ова достигнување било препознаено и од DARPA – Американската агенција за напредни истражувачки проекти во одбраната, која го избра Microsoft како една од двете компании што ќе продолжат со развојот на комерцијални квантни системи.
Експертите апелираат на претпазливост. Професорот по физика Пол Стивенсон од Универзитетот во Сари предупредува дека иако Microsoft би можел да стане важен играч во развојот на квантните компјутери, сè уште е рано да се биде преголем оптимист.
– Ова е важен чекор, но во квантното пресметување следните чекори често се покажуваат како уште потешки. Само кога ќе видиме дека технологијата работи сигурно во практика, ќе можеме да зборуваме за вистински успех – заклучил тој.
