Генеральный директор Microsoft объявил о новых топопроводниках, обладающих свойствами «состояния материи», что стало прорывом в квантовых вычислениях

Генеральный директор Microsoft Сатья Надела только что заявил, что его компания открыла новое «состояние материи», которое было использовано для создания квантового чипа Majorana 1. Технологическая фирма представила новый чип 19 февраля 2025 года, подчеркнув значительный прогресс в технологии квантовых вычислений.

Majorana 1 — это первый в мире квантовый чип, работающий на основе новой топологической архитектуры ядра, которая, как ожидает Microsoft, приблизит мир к созданию квантовых компьютеров, способных решать значимые задачи промышленного масштаба за годы, а не за десятилетия.

Microsoft представила первый в мире топопроводник 

Компания Microsoft, возможно, закрепила за собой место в истории, создав первый в мире топопроводник — прорывной тип материала, способный наблюдать и контролировать частицы Майораны для создания более надежных и масштабируемых кубитов, которые являются строительными блоками для квантовых компьютеров.

Чтобы понять, что такое топопроводник, давайте вернемся в прошлое, до изобретения полупроводников. Тогда для работы смартфонов, компьютеров иtronтребовались передовые датчики и системы управления, и полупроводники стали тем прорывом, который им был необходим. 

Полупроводники, по сути, являются «мозгом»tronустройств, поскольку их проводимость изменяется в зависимости от окружающей среды. Эти факторы позволили инженерам значительно уменьшить размерыtronкомпонентов, что, в свою очередь, снизило размеры и стоимость устройств, одновременно повысив их функциональность.

Благодаря их изобретениям появились такие технологические чудеса, как смартфоны, более быстрые компьютеры иtronустройства. Топопроводники — это следующий уровень, по сути, модернизация, открывающая путь к разработке квантовых систем, способных масштабироваться до миллиона кубитов и решать самые сложные промышленные и социальные проблемы. 

«Мы сделали шаг назад и сказали: „Хорошо, давайте изобретем транзистор для квантовой эпохи. Какими свойствами он должен обладать?“ — сказал Четан Наяк, технический специалист Microsoft. — И именно так мы сюда и пришли — это особая комбинация, качество и важные детали в нашей новой структуре материалов, которые позволили создать новый тип кубита и, в конечном итоге, всю нашу архитектуру»

По словам генерального директора Microsoft Сатьи Наделлы, на создание топопроводника ушло почти два десятилетия интенсивных исследований и работы, и он считает, что этот прорыв приведет к созданию значимого квантового компьютера в течение нескольких лет, а не десятилетий, как часто предсказывают многие. 

Кубиты, созданные с использованием новых топопроводников, быстрее, надежнее и меньше по размеру. Их размер составляет 1/100 миллиметра, что открывает путь к созданию процессора с миллионом кубитов.

«Всё, что вы делаете в квантовом пространстве, должно иметь путь к миллиону кубитов. Если его нет, вы столкнетесь с препятствием, прежде чем достигнете масштаба, в котором сможете решить действительно важные проблемы, которые нас мотивируют», — сказал Наяк. «Мы уже разработали путь к миллиону»

«Представьте себе чип, который помещается на ладони и при этом способен решать задачи, с которыми не справятся даже все компьютеры на Земле вместе взятые!» — написал Наделла. 

Наделла подтвердил, что Microsoft сосредоточена на повышении производительности, поскольку это способствует росту экономики и приносит пользу всем секторам и всему миру в целом. «Речь не идет о раскрутке технологий, — написал. — Речь идет о создании технологий, которые действительно служат миру».

Более подробная информация о топопроводнике 

Топопроводник, также называемый топологическим сверхпроводником, создает совершенно новое состояние материи, которое не является твердым, жидким или газообразным, а представляет собой топологическое состояние. Это прорыв, поскольку его можно использовать для создания более совершенного кубита без компромиссов, которые требуются при использовании существующих альтернатив. 

Согласно новой статье, опубликованной в среду в журнале Nature, исследователи Microsoft смогли не только воссоздать экзотические квантовые свойства топологического кубита, но и точно измерить их, что является важнейшим шагом для практических вычислений.

Для этого им пришлось разработать новые многослойные материалы, состоящие из арсенида индия и алюминия, большую часть которых Microsoft собирала атом за атомом. Им также нужно было вызвать появление новых квантовых частиц, называемых майорановскими, и использовать их уникальные свойства для достижения следующего уровня квантовых вычислений. 

Особое внимание было уделено обеспечению надежности первого в мире топологического ядра, питающего Majorana 1, которое обладает аппаратной устойчивостью к ошибкам, что делает его более стабильным.

Для коммерчески важных приложений также потребуются триллионы операций над миллионом кубитов, что невозможно с помощью имеющихся вариантов, поскольку они основаны на точно настроенном аналоговом управлении каждым кубитом. 

Этот последний прорыв доказывает правильность Microsoft, принятого несколько лет назад, заняться разработкой топологических кубитов — сложной, но потенциально очень перспективной научной и инженерной задачей. Сегодня компания разработала чип с восемью топологическими кубитами, масштабируемый до одного миллиона.

Всего год назад партнерство Microsoft с компаниями Quantinuum и Atom Computing привело к созданию первого в отрасли надежного квантового компьютера.

Квантовые компьютеры открывают важные возможности, особенно с учетом перспективы объединения ИИ с новыми квантовыми системами, работающими на основе большего количества надежных кубитов. Сегодня платформа Microsoft Azure Quantum предлагает набор интегрированных решений, позволяющих клиентам использовать вычислительные ресурсы ИИ и квантовые платформы для продвижения научных открытий.

Это важный прорыв, но для достижения следующего уровня прогресса в квантовых вычислениях потребуется квантовая архитектура, способная обеспечить миллион кубитов или более и выполнять триллионы быстрых и надежных операций. 

По данным Microsoft, изобретение топопроводника сокращает время, необходимое для реализации этой задачи, до нескольких лет, а не десятилетий. Ученые считают, что, как только технологические достижения позволят взломать квантовую механику, они, по сути, получат доступ к плану природы, который затем смогут передать искусственному интеллекту.