V oznámení o otáčení hlavy začátkem tohoto týdne Microsoft představil nový kvantový čip s názvem Majorana 1.. Podle jeho tiskové zprávy se skládá ze čtyř qubits vyrobených z „nového stavu hmoty“.
Qubit je krátký pro „kvantový bit“, základní jednotku operací v kvantovém počítači, podobné klasické bity v konvenčních počítačích. Jeden qubit představuje více informací než jeden bit. Kvantový počítač zvyšuje výhody této schopnosti pomocí kvantových jevů, jako je superpozice a zapletení, k řešení složitých matematických problémů v menším počtu kroků než snad nejsilnější konvenční počítač.
Kvantové počítače se liší v závislosti na jejich výběru qubit. Například Willow Chip Google používá malé obvody, které napodobují vlastnosti atomů v kvantovém stavu. Microsoft uvedl, že jeho nový čip používá částice majorany, nepolapitelné subatomické entity, které se mají objevovat v materiálech zvaných topologické supravodiče. Tyto částice mají neobvyklé vlastnosti, o kterých se domnívají, že by fyziky by mohly být použity k vytváření qubits, které jsou méně náchylné k chybám než návrhy Google a IBM.
„Topologické qubits mohou vyhrát, pouze pokud se ukáže, že jsou mnohem spolehlivější, že skočí dřívější přístupy …,“ napsala na svém blogu profesor University of Austin Scott Aaronson. „To, zda k tomu dojde, je stále otevřenou otázkou, aby to bylo velmi mírně.“
Fyzikální primer
Pokud vychladnete nějakou vodní páru, stane se vodou a poté ledem. Pokud neustále snižujete teplotu až do téměř absolutní nuly, bude mít systém minimální tepelnou energii, což umožní ukázat kvantové stavy hmoty. V sedmdesátých letech Michael Kosterlitz a David Thouless zjistili, že povrch superfluidního helia někdy vyvinul mikroskopické víry, které se pohybovaly ve dvojicích. Když zvýšili teplotu, víry se odděly a volně se pohybovaly. Byl to nový druh kvantového fázového přechodu: topologické atributy objektu se změnily v reakci na změny energie.
Topologie je studie vlastností, kterou si objekt zachovává, když je deformován nepřetržitě, např. Když je natažený, ale ne prasklý. Topologické materiály jsou materiály s topologicky chráněnými stavy: „Ochrana“ udržuje stát stabilní proti nečistotám nebo malým poruchám. Například vír v kbelíku s vodou zmizí, protože ztrácí kinetickou energii. Ale víry v superfluidním heliu jsou topologicky chráněny. Se správnými vnitřními podmínkami se budou otáčet. To umožňuje pouze kvantová fyzika.
Podobně topologické supravodiče jsou materiály, jejichž schopnost provádět elektrický proud bez odporu je topologicky chráněno. Podpisem topologického supravodiče je jeho schopnost hostit částice Majorana. Tyto materiály se v přírodě nenacházejí. Místo toho je vědci v laboratoři vytvoří, aby měli kombinaci vnitřních vlastností, které umožňují existenci částic Majorana. Microsoft údajně použil indium arsenid s hliníkem.
Základní napětí
Od oznámení se však nezávislí odborníci zeptali, zda má nový čip skutečně částice Majorana. Mnoho předchozích pokusů, včetně některých sponzorovaných společností Microsoft, o nichž tvrdilo, že zjistily, že tyto částice byly později převráceny další kontrolou.
Tisková zpráva společnosti Microsoft také tvrdila, že příspěvek současně publikovaný v přírodě poskytoval „recenzované potvrzení“, že jeho tým vytvořil částice Majorana pro použití jako qubits-ale papír, který napsal stejný tým, uvedl, že práce v ní neprokázala testování zda částice byly opravdu majorana. Výzkumník společnosti Microsoft Chetan Nayak později na blogu pana Aaronsona objasnil, že tým předložil dokument přírodě v březnu 2024 a že členové týmu „v průběhu zasahovacího roku„ pokračovali v pokroku “.
Rozpis stále odečítal od důvěry v tvrzení společnosti Microsoft, protože vyskočil z papíru popisujícího starší práci na tiskovou zprávu a vytvářel nové tvrzení. Jedná se o známý problém: Když soukromý sektor provádí špičkový výzkum, může jeho potřeba chránit IP jejím zabránění ve sdílení všech informací nezbytných k potvrzení platnosti nároku na náklady na to, aby bylo správné výzkumné komunity, jejíž schválení hledá.
Vědecké názor na údajnou zdatnost Majorany 1 je prozatím nerovnoměrný, ale také většinou skeptický. Microsoft má tedy hodně co získat nebo prohrát, ukazováním čipu v práci, ale jeho akce by ho mohly nechat s malým výběrem.
Publikováno – 23. února 2025 01:37
