Генеральный директор Microsoft объявляет о новом «состоянии материи» — топоспроводниках в прорыве квантовых вычислений

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

Корпоративные Majorana 1 — первый в мире квантовый чип, и он работает на новой архитектуре Topological Core, которую Microsoft ожидает приблизить мир к созданию квантовых компьютеров, способных решать значимые промышленные задачи за годы, а не десятилетия.

Microsoft представляет первый в мире топоспроводник 

Microsoft, возможно, утвердила свое место в истории, создав первый в мире топоспроводник — прорывной тип материала, способного наблюдать и контролировать частицы Майораны для производства более надежных и масштабируемых кубитов, которые являются строительными блоками для квантовых компьютеров.

Чтобы понять, что такое топоспроводник, давайте вернемся во времени до изобретения полупроводников. Тогда им нужны были продвинутые датчики и системы управления для питания смартфонов, компьютеров и электроники, и полупроводники стали тем прорывом, который им был нужен. 

Полупроводники — это по сути мозги электронных устройств, и это потому, что их проводимость меняется в зависимости от окружающей среды. Эти вещи позволили инженерам значительно уменьшить размер электронных компонентов, тем самым уменьшив размер и стоимость устройств, одновременно увеличив их функциональность.

Благодаря их изобретению появились технологические чудеса, такие как смартфон, более быстрые компьютеры и электронные устройства. Топоспроводники — это следующий уровень — по сути, улучшение, которое открывает путь к разработке квантовых систем, способных масштабироваться до миллиона кубитов и иметь возможность решать самые сложные промышленные и социальные проблемы. 

«Мы сделали шаг назад и сказали: „Хорошо, давайте изобретем транзистор для квантовой эры. Какими свойствами он должен обладать?“» — сказал Четан Найак, технический сотрудник Microsoft. «И именно так мы сюда пришли — это особая комбинация, качество и важные детали в нашем новом стеке материалов, которые позволили создать новый вид кубита и, в конечном итоге, нашу всю архитектуру».

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

Кубиты, созданные с помощью новых топоспроводников, быстрее, надежнее и меньше. Они имеют размер 1/100 миллиметра, что означает четкий путь к процессору на миллион кубитов.

«Все, что вы делаете в квантовом пространстве, должно иметь путь к миллиону кубитов. Если его нет, вы упретесь в стену, прежде чем достигнете масштаба, на котором можете решить действительно важные проблемы, которые нас мотивируют», — сказал Найак. «Мы фактически проложили путь к миллиону».

«Представьте себе чип, который может поместиться на ладони, но способен решать проблемы, которые даже все компьютеры на Земле сегодня вместе взятые не могли!» — написал Наделла. 

Наделла повторил, что Microsoft сосредоточена на повышении производительности, потому что это развивает экономики и приносит пользу каждому сектору и всему миру в целом. «Речь не о хайпе технологий», — сказал Наделла написал. «Речь идет о создании технологий, которые действительно служат миру».

Подробнее о топосуперпроводнике 

Топосуперпроводник, также называемый топологическим сверхпроводником, создает совершенно новое состояние материи, которое не является ни твердым, ни жидким, ни газообразным, а представляет собой топологическое состояние. Это прорыв, поскольку его можно использовать для создания более совершенных кубитов без компромиссов, необходимых существующим альтернативам. 

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

Чтобы это стало возможным, им пришлось разработает создать новые стеки материалов на основе арсенида индия и алюминия, большую часть которых Microsoft собирала атом за атомом. Им пришлось вынудить новые квантовые частицы, называемые майоранами, появиться на свет и использовать их уникальные свойства для достижения следующего уровня квантовых вычислений. 

Было уделено особое внимание обеспечению надежности первого в мире Топологического ядра, которое питает чип Majorana 1, включая устойчивость к ошибкам на аппаратном уровне для повышения стабильности.

Коммерчески важные приложения также потребуют триллионов операций с участием миллиона кубитов, и это невозможно с помощью доступных вариантов, поскольку они полагаются на тонкую настройку аналогового управления каждым кубитом. 

Это последнее достижение является доказательством того, что Microsoftрешение компании несколько лет назад пойти на разработку топологического кубита, которое представляло собой научную и инженерную задачу с высоким риском и высокой наградой, было правильным. Сегодня компания разработала чип с восемью топологическими кубитами, предназначенными для масштабирования до миллиона.

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

Квантовые компьютеры предлагают важные возможности, особенно учитывая перспективу объединения ИИ с новыми квантовыми системами, работающими на основе большего количества надежных кубитов. Сегодня Azure Quantum от Microsoft предлагает набор интегрированных решений, позволяющих клиентам использовать вычислительные мощности 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 или более кубитов и выполнять триллионы быстрых и надежных операций. 

Изобретение топосуперпроводника сокращает сроки, необходимые для этого, до лет, а не десятилетий, согласно Microsoft. Как только технологические достижения позволят «взломать» квантовую механику, ученые полагают, что они фактически получают доступ к чертежу природы, который затем можно обучить ИИ.