Microsoft представила квантовый чип на топопроводниках. Почему это прорыв
. Это первый в мире подобный чипКомпания Microsoft представила первый в мире квантовый чип на топопроводниках
Квантовый чип на топопроводниках
Microsoft объявила о создании первого в мире чипа, который может ускорить развитие квантовых вычислений и приблизить появление мощных квантовых компьютеров в течение нескольких лет. Об этом сообщает The Guardian.
Как известно, существует четыре основных состояния материи: твердое, жидкое, газообразное и плазма. Теперь добавилось новое состояние — топологическое. На основе таких топопроводников и был создан новый чип.
Компания Microsoft заявила, что разработка может сыграть такую же роль в квантовых вычислениях, как полупроводники в классической электронике. Она позволит сделать устройства намного меньше и при этом увеличить их мощность. Благодаря топопроводнику Microsoft квантовые системы могут поместиться на одном чипе размером с ладонь. В компании считают, что новая технология поможет ускорить процесс создания полноценных квантовых компьютеров — они могут появиться уже через несколько лет. Подробно действие чипа на топопроводниках описано в статье, опубликованной в журнале Nature.
Microsoft утверждает, что ее топопроводник позволит создавать масштабируемые квантовые системы, способные работать с миллионом кубитов. Если технология окажется успешной, могут появиться машины, способные решать задачи, которые сейчас недоступны даже самым мощным суперкомпьютерам.
В квантовых вычислениях квантовый бит, или кубит, — это одна единица информации, точно так же, как двоичный бит в классических вычислениях. Кубит может существовать в суперпозиции состояний в отличие от классических битов, которые могут находиться только в одном из двух состояний (0 или 1). Эта суперпозиция позволяет квантовым компьютерам выполнять сложные вычисления быстрее, чем классические компьютеры.
Ожидается, что квантовые компьютеры смогут находить решение для крайне сложных задач в самых разных сферах. Например, они смогут решить задачу расщепления микропластика на безопасные компоненты, помочь в разработке самовосстанавливающихся материалов для строительства и медицины, оптимизировать логистические цепочки и даже решить проблему взлома современных систем шифрования.
Профессор физики из Университета Суррея Пол Стивенсон заявил, что новая разработка позволит компании Microsoft стать серьезным игроком в гонке за создание квантовых компьютеров. Однако он отметил, что дальнейшие шаги в этом направлении будут намного сложнее, чем создание чипа. Профессор Королевского колледжа Лондона Джордж Бут назвал открытие «впечатляющим техническим достижением», но выразил сомнения в сроках появления квантовых систем, которые можно будет внедрить в практику.
Вопрос размера квантовых чипов был одним из ключевых на пути к разработке квантовых компьютеров. Дело в том, что по мере увеличения количества кубитов в квантовом компьютере растет и его вычислительная мощность. Масштабировать квантовые компьютеры сложно — не получится просто добавить на чип больше транзисторов, как в случае с классическим компьютерным чипом. В квантовом компьютере каждый кубит должен взаимодействовать с каждым другим кубитом, чтобы максимизировать вычислительную мощность. По мере увеличения количества кубитов становится все сложнее это сделать — увеличивается вероятность ошибок. Ошибки могут быть вызваны чем угодно — от воздействия окружающей среды до несовершенства самих кубитов.
Следует отметить, что в последние годы немалых успехов в области квантовых вычислений добились такие крупные технологические компании, как IBM, Google, IonQ. Например, в 2023 году исследователи из Google Quantum AI совершили важный прорыв в области квантовой коррекции ошибок. Команда показала, что уровень вычислительных ошибок можно снизить, увеличив количество квантовых битов (кубитов), используемых для квантовой коррекции ошибок. Этот результат является важным шагом на пути к созданию отказоустойчивых квантовых компьютеров.
