Microsoft объявила о значительном прорыве в области квантовых вычислений, представив свой квантовый чип под названием Majorana 1, который работает на топологических кубитах. Этот процесcор, размером с ладонь, имеет восемь кубитов в ядре. Кубиты сделаны из нового класса материалов, называемых «топопроводниками», и они невероятно малы — около 1/100 миллиметра каждый. Эти кубиты также быстры и могут быть цифрово управляемыми, что упрощает их применение.
Процессор пока недоступен для коммерческого использования и, скорее всего, будет использоваться для оценки, симуляций и разработки будущих чипов.
Это один из самых долгосрочных исследовательских проектов, на реализацию которого понадобилось 17 лет, с еще более длинной историей теоретической физики. В 1937 году итальянский физик Этторе Майорана описал субатомную частицу, названную фермионом Майораны, со уникальным квантовым состоянием, устойчивым к локальным возмущениям. Эта особенность сделала частицу идеальным кандидатом для создания стабильных кубитов с меньшим числом ошибок.
В прошлом году Microsoft удалось наблюдать эти частицы и использовать их в процессе создания чипов. Компания использует нулевые моды Майораны (MZM), которые являются квазичастицами, существующими на концах топологических сверхпроводящих нанопроводов, в качестве строительных блоков для кубитов.
Эти «топопроводники» представляют собой новый тип материала — новое состояние материи, отличное от твердых, жидких и газообразных состояний. В данном случае, арсенид индия (полупроводник) и алюминий (сверхпроводник) комбинируются, охлаждаются почти до абсолютного нуля и настраиваются магнитными полями для достижения состояния топологической сверхпроводимости. Именно здесь материалы формируют топологические сверхпроводящие нанопровода с MZM на концах. Эти MZM хранят квантовую информацию и разделяют между собой неприсоединенный электрон, что делает их невидимыми для внешних воздействий. Таким образом защищается квантовая информация и позволяет квантовому компьютеру работать стабильно.
16 марта начнёт работу конференция American Physical Society (APS), на которой