Microsoftov novi procesor Majorana 1 mogao bi transformirati kvantno računanje

Ovaj članak je Objavljeno iz Razgovor pod a Licenca Creative Commons.

Istraživači iz Microsofta imaju najavljen Stvaranje prvih “topoloških qubita” u uređaju koji pohranjuje informacije u egzotično stanje materije, u onome što može biti značajan proboj za kvantno računanje.

Istodobno, istraživači su također objavili Papir u prirodi i “mapa na cesti”Za daljnji rad. Dizajn procesora Majorana 1 trebao bi se uklopiti do milijun Qubita, što bi moglo biti dovoljno za ostvarivanje mnogih značajnih ciljeva kvantnog računanja – poput pucanja kriptografskih kodova i bržeg dizajniranja novih lijekova i materijala.

Ako se Microsoftovi tvrdnje iskažu, tvrtka je možda preskočila konkurente poput IBM -a i Googlea, koji se čini da su trenutno Vodeći utrku za izgradnju kvantnog računala.

Međutim, recenzirani rad prirode pokazuje samo dio onoga što su istraživači tvrdili, a karta puta i dalje uključuje mnoge prepreke koje treba prevladati. Iako Microsoftovo priopćenje za javnost pokazuje nešto što bi trebalo biti kvantno računalni hardver, nemamo neovisnu potvrdu o tome što može učiniti. Ipak, vijesti iz Microsofta vrlo su obećavajuće.

Do sada vjerojatno imate neka pitanja. Što je topološki qubit? Što je uopće Qubit, po tom pitanju? I zašto ljudi uopće žele kvantna računala?

Kvantne bitove je teško izgraditi

Kvantna računala prvi su sanjali u 1980 -ima. Ako obično računalo pohranjuje informacije u bitove, kvantno računalo pohranjuje informacije u kvantnim bitovima – ili Qubits.

Obični bit može imati vrijednost 0 ili 1, ali kvantni bit (zahvaljujući zakonima kvantne mehanike, koji upravljaju vrlo malim česticama) može imati kombinaciju oboje. Ako zamislite uobičajeni zalogaj kao strelicu koja može usmjeriti ili gore ili dolje, qubit je strelica koja može usmjeriti u bilo kojem smjeru (ili onome što se naziva “superpozicija” gore i dolje).

To znači da bi kvantno računalo bilo mnogo brže od uobičajenog računala za određene vrste izračuna – posebno neke veze s neobjavljenim kodovima i simulirajući prirodne sustave.

Zasada je dobro. No, ispada da je izgradnja stvarnih qubita i dobivanje informacija u njima i izvan njih izuzetno teško, jer interakcije s vanjskim svijetom mogu uništiti osjetljiva kvantna stanja iznutra.

Istraživači su isprobali puno različitih tehnologija kako bi napravili qubits, koristeći stvari poput atoma zarobljenih u električnim poljima ili vrtlozi trenutnog vrtnje u superprevoznicima.

Sitne žice i egzotične čestice

Microsoft je zauzeo sasvim drugačiji pristup za izgradnju svojih “topoloških Qubita”. Koristili su ono što se naziva Majorana čestice, prvo teoretizirao 1937. godine od strane talijanskog fizičara Ettore Majorana.

Majorane se ne pojavljuju na prirodi poput elektrona ili protona. Umjesto toga, oni postoje samo unutar rijetke vrste materijala koji se naziva topološki superprevodnik (koji zahtijeva napredni dizajn materijala i mora se ohladiti na izuzetno niske temperature).