Компания Microsoft представила миру новый квантовый чип Majorana 1 (Майорана 1), который использует новый тип материала, известного как топопроводник.
Majorana 1 является значительным достижением в области квантовых вычислений, поскольку использует топологические кубиты, которые, как полагают, менее подвержены декогеренции по сравнению с традиционными кубитами (наименьшая единица информации в квантовом компьютере, аналог бита в обычном компьютере).
Microsoft утверждает, что этот прорыв может позволить разработать практический квантовый суперкомпьютер в течение нескольких лет, а не десятилетий.
Всё это только звучит сложно. Сейчас вкратце объясню, что это такое.
Топопроводник (topoconductor) — термин, введённый компанией Microsoft в 2025 году для обозначения нового класса материалов, применяемых в топологических квантовых вычислениях. Это гибридные материалы, создаваемые путем соединения арсенида индия и алюминия при сверхнизких температурах.
В ходе такого синтеза сплаве возникает особое состояние материи - не твердое, не жидкое, не газообразное, не плазма, а иное, отличное от известных ранее агрегатных состояний вещества, которое решено было назвать топологическим.
Во всяком случае Microsoft утверждает, что топопроводники представляют собой принципиально новое состояние материи, отличное от обычных проводников, диэлектриков и сверхпроводников.
Топологические материалы способствуют созданию и стабилизации майорановских нулевых мод (Майорановских фермионов), которые служат основой для топологических кубитов.
Майорановскими фермионами или фермионом Майораны в физике элементарных частиц именуется фермион, который является своей собственной античастицей.
Существование таких частиц было впервые рассмотрено итальянским физиком Этторе Майораной в 1937 году.
В экспериментах с полупроводниковыми нанопроволоками наблюдались квазичастицы, обладающие свойствами майорановского фермиона.
До сегодняшнего момента майорановские частицы были лишь теоретическим предсказанием, но по утверждению Microsoft им удалось не только получить эту частицу в реальности, но и научиться управлять ею в прикладном смысле.
Архитектура процессора Majorana 1 построена на основе алюминиевых нанопроводов, соединенных в форме буквы "H". Каждая такая структура содержит четыре управляемые частицы Майораны и образует один кубит.
Эти H-образные элементы можно соединять между собой и размещать на чипе как плитки.
На данный момент на чипе размещено 8 топологических кубитов.
Это может показаться скромным числом, но важно понимать: главное достижение здесь - доказательство работоспособности концепции.
Архитектура Majorana 1 спроектирована так, что позволяет разместить миллион кубитов на чипе размером с ладонь. Это не просто амбициозная цель - это необходимый порог для решения практически значимых задач.
По словам технического специалиста Microsoft Четана Найяка:
"Что бы вы ни делали в квантовой области, вам нужен путь к миллиону кубитов. Если его нет, вы упретесь в стену до того, как достигнете масштаба, необходимого для решения действительно важных задач".
Квантовый компьютер с миллионом стабильных кубитов сможет решать задачи, недоступные современным классическим компьютерам и супер-компьютерам.
Например, расчет генетических моделей для генетически модифицированных организмов или моделирование работы ферментов для медицины и сельского хозяйства.
Только и всего) Видите как всё просто и понятно, а вы переживали 🙂
