Меню Главная Случайная статья Настройки Majorana 1 Материал из https://ru.wikipedia.org Majorana 1 — квантовый чип, разработанный компанией Microsoft, который использует новый тип материала, известного как топопроводник. Представленный в феврале 2025 года, чип Majorana 1 является значительным достижением в области квантовых вычислений, поскольку использует топологические кубиты, которые, как полагают, менее подвержены декогеренции по сравнению с традиционными кубитами. Microsoft утверждает, что этот прорыв может позволить разработать практический квантовый суперкомпьютер в течение нескольких лет, а не десятилетий.[1] Содержание 1 Предыстория 2 Топопроводники 3 Критика 3.1 Заявления о создании квантового процессора 3.2 Утверждения о создании майорановского нулевого режима 4 См. также 5 Примечания Предыстория Исследования в области квантовых вычислений исторически сталкивались с проблемами достижения стабильности и масштабируемости кубитов. Традиционные сверхпроводящие кубиты страдают от декогеренции, требующей обширной коррекции ошибок. В отличие от них, топологические кубиты, впервые теоретически описанные в начале 2000-х годов, нацелены на кодирование квантовой информации таким образом, чтобы быть по своей природе устойчивыми к ошибкам.[2] Подход Microsoft основан на фермионах Майораны, экзотических частицах, которые являются своими собственными античастицами. Компания занимается разработкой кубитов на основе фермионов Майораны почти два десятилетия, что привело к созданию чипа Majorana 1, построенного на «топологическом ядре». Недавние независимые эксперименты продемонстрировали устойчивые майорановские нулевые моды в гибридных системах полупроводник-сверхпроводник, что подтверждает осуществимость топологических кубитов.[3] Чип Majorana 1 разработан таким образом, чтобы быть значительно меньшим и более масштабируемым, чем предыдущие квантовые процессоры. Каждый кубит занимает примерно 0,01 мм, также Microsoft представила план по достижению размещения 1 миллиона кубитов на одном чипе.[4] Согласно первоначальным техническим отчётам Microsoft, дизайн чипа нацелен на достижение более низких уровней ошибок и более длительных периодов когерентности по сравнению с традиционными сверхпроводящими архитектурами. Если эта методика будет успешной, квантовые вычисления смогут решать сложные задачи, недоступные классическим суперкомпьютерам. Топопроводники Microsoft ввела термин топопроводник для описания нового класса материалов, обеспечивающих стабильные топологические квантовые состояния. Эти материалы, по сообщениям, позволяют создавать и манипулировать майорановскими нулевыми модами, которые служат основой для топологических кубитов.[5] Внутренние документы компании свидетельствуют о том, что структура топопроводника облегчает процессы «переплетения» (braiding) — ключевые операции для реализации логики кубитов, устойчивой к ошибкам.[6][7] Критика Заявления о создании квантового процессора В анонсе устройства Majorana 1 его описали как «первый в мире квантовый процессор, работающий на топологическом ядре».[8] Однако доступные на данный момент демонстрации показывают лишь метод считывания,[9] и не демонстрируют никакого квантового вычисления в нулевом режиме. Более того, публичная демонстрация не проверяет когерентность их двухуровневой квантовой системы. Это контрастирует с другими квантовыми процессорами, которые обычно демонстрируют как сохранение квантовой информации, так и выполнение логических операций над этой информацией. Утверждения о создании майорановского нулевого режима В своем пресс-релизе от февраля 2025 года Microsoft заявила, что статья в журнале Nature подтверждает, что компания смогла создать майорановские частицы. Это утверждение противоречит содержанию статьи в Nature, в которой авторы утверждают, что их измерения не могут самостоятельно определить, являются ли низкоэнергетические состояния, обнаруженные с помощью интерферометрии, топологическими. На данный момент нет проверенных источников, подтверждающих, что Microsoft удалось создать майорановские нулевые режимы. Причина неопределенности заключается в трудности различия между майорановскими режимами и андреевскими режимами. Оба типа режимов могут существовать в устройствах, которые разрабатывает Microsoft. Майорановские режимы являются топологическими и могут быть использованы для создания топологического квантового компьютера, тогда как андреевские режимы топологически тривиальны и не могут быть напрямую использованы для создания квантового компьютера. Текущие результаты исследований Majorana 1 полностью согласуются с возможностью того, что устройство состоит из андреевских режимов и не содержит майорановских режимов. См. также Топологическая фаза материи Топопроводник Примечания Microsoft's Majorana 1 Chip Carves New Path for Quantum Computing  (неопр.). Microsoft News (19 февраля 2025). Nayak, Chetan (2008). Non-Abelian Anyons and Topological Quantum Computation. Reviews of Modern Physics. 80 (3): 1083–1159. doi:10.1103/RevModPhys.80.1083. Microsoft creates chip it says shows quantum computers are 'years, not decades' away  (неопр.). Reuters (19 февраля 2025). Microsoft claims quantum breakthrough after 20-year pursuit of elusive particle  (неопр.). Financial Times (19 февраля 2025). Why Majorana Qubits Still Face an Uphill Battle  (неопр.). Physics World (18 февраля 2025). Nayak, Chetan. Microsoft unveils Majorana 1, the world’s first quantum processor powered by topological qubits (амер. англ.). Microsoft Azure Quantum Blog (19 февраля 2025). Дата обращения: 21 февраля 2025. Morteza Aghaee, Alejandro Alcaraz Ramirez, Zulfi Alam, Rizwan Ali, Mariusz Andrzejczuk, Andrey Antipov, Mikhail Astafev, Amin Barzegar, Bela Bauer, Jonathan Becker, Umesh Kumar Bhaskar, Alex Bocharov, Srini Boddapati, David Bohn, Jouri Bommer, Leo Bourdet, Arnaud Bousquet, Samuel Boutin, Lucas Casparis, Benjamin J. Chapman, Sohail Chatoor, Anna Wulff Christensen, Cassandra Chua, Patrick Codd, William Cole, Paul Cooper, Fabiano Corsetti, Ajuan Cui, Paolo Dalpasso, Juan Pablo Dehollain, Gijs de Lange, Michiel de Moor, Andreas Ekefjrd, Tareq El Dandachi, Juan Carlos Estrada Saldaa, Saeed Fallahi, Luca Galletti, Geoff Gardner, Deshan Govender, Flavio Griggio, Ruben Grigoryan, Sebastian Grijalva, Sergei Gronin, Jan Gukelberger, Marzie Hamdast, Firas Hamze, Esben Bork Hansen, Sebastian Heedt, Zahra Heidarnia, Jess Herranz Zamorano, Samantha Ho, Laurens Holgaard, John Hornibrook, Jinnapat Indrapiromkul, Henrik Ingerslev, Lovro Ivancevic, Thomas Jensen, Jaspreet Jhoja, Jeffrey Jones, Konstantin V. Kalashnikov, Ray Kallaher, Rachpon Kalra, Farhad Karimi, Torsten Karzig, Evelyn King, Maren Elisabeth Kloster, Christina Knapp, Dariusz Kocon, Jonne V. Koski, Pasi Kostamo, Mahesh Kumar, Tom Laeven, Thorvald Larsen, Jason Lee, Kyunghoon Lee, Grant Leum, Kongyi Li, Tyler Lindemann, Matthew Looij, Julie Love, Marijn Lucas, Roman Lutchyn, Morten Hannibal Madsen, Nash Madulid, Albert Malmros, Michael Manfra, Devashish Mantri, Signe Brynold Markussen, Esteban Martinez, Marco Mattila, Robert McNeil, Antonio B. Mei, Ryan V. Mishmash, Gopakumar Mohandas, Christian Mollgaard, Trevor Morgan, George Moussa, Chetan Nayak, Jens Hedegaard Nielsen, Jens Munk Nielsen, William Hvidtfelt Padkar Nielsen, Bas Nijholt, Mike Nystrom, Eoin O’Farrell, Thomas Ohki, Keita Otani, Brian Paquelet Wtz, Sebastian Pauka, Karl Petersson, Luca Petit, Dima Pikulin, Guen Prawiroatmodjo, Frank Preiss, Eduardo Puchol Morejon, Mohana Rajpalke, Craig Ranta, Katrine Rasmussen, David Razmadze, Outi Reentila, David J. Reilly, Yuan Ren, Ken Reneris, Richard Rouse, Ivan Sadovskyy, Lauri Sainiemi, Irene Sanlorenzo, Emma Schmidgall, Cristina Sfiligoj, Mustafeez Bashir Shah, Kevin Simoes, Shilpi Singh, Sarat Sinha, Thomas Soerensen, Patrick Sohr, Tomas Stankevic, Lieuwe Stek, Eric Stuppard, Henri Suominen, Judith Suter, Sam Teicher, Nivetha Thiyagarajah, Raj Tholapi, Mason Thomas, Emily Toomey, Josh Tracy, Michelle Turley, Shivendra Upadhyay, Ivan Urban, Kevin Van Hoogdalem, David J. Van Woerkom, Dmitrii V. Viazmitinov, Dominik Vogel, John Watson, Alex Webster, Joseph Weston, Georg W. Winkler, Di Xu, Chung Kai Yang, Emrah Yucelen, Roland Zeisel, Guoji Zheng, Justin Zilke. Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices (англ.) // Nature. — 2025-02. — Vol. 638, iss. 8051. — P. 651–655. — ISSN 1476-4687. — doi:10.1038/s41586-024-08445-2.