Microsoft сделала ход в гонке квантовых вычислений. Раскрываем детали о чипе Majorana 1
Компания Microsoft представила новый квантовый компьютерный чип собственной разработки. Так она присоединилась к Google и IBM в гонке создания доступного квантового компьютера.
В отличие от обычных компьютеров, обрабатывающих информацию в виде единиц и нулей, квантовые компьютеры используют кубиты — единицы информации, способные находиться в суперпозиции нуля и единицы. Это практически и теоретически дает возможность решать с помощью квантовых технологий задачи, на которые самым мощным суперкомпьютерам требуются годы вычислительной работы.
Большинство современных квантовых компьютеров используются учеными и в лучшем случае содержат тысячи кубитов. Это очень молодая сфера технологий с присущими этому этапу ограничениями. Как ранние телефоны и карты памяти, квантовые компьютеры огромны, требуют специальных условий — охлаждения азотом и гелием — и решают «узкие» задачи.
Технологическая компания Microsoft вкладывается в квантовые технологии, как и другие гиганты индустрии: IBM и Google. В среду, 19 февраля 2025 года, исследователи показали компьютерный чип, работающий с топологическими квантовыми вычислениями. Сопровождающие чип научные детали опубликованы в журнале Nature.
В топологическом кубите информация распределена по всей системе, а не хранится в отдельных частицах. Из-за этого такие кубиты более устойчивы к шумам и ошибкам. Для работы топологических кубитов нужны квазичастицы-энионы. Это обобщение для бозонов и фермионов в двумерных системах, название образовано от английского any — «любой» в переводе на русский.
Для работы чипа понадобились особенные энионы — нулевые майорановские моды, состояние майорановского фермиона с нулевой энергией. Майорановские фермионы являются своей же античастицей и носят фамилию итальянского физика Этторе Майорана (Ettore Majorana), предсказавшего их существование. По этой причине чип тоже назвали Majorana 1.
Исследователи смогли пронаблюдать на чипе слияние неабелевых энионов и оценить этот процесс с высокой точностью измерений. Команда Microsoft также показала архитектуру устройства, совместимую с будущими тестами правил слияния квазичастиц-энионов. На чипе удалось провести единичное (single-shot) интерферометрическое измерение фермионной четности в структуре на основе арсенида индия и алюминия (InAs–Al).
Ученые сформировали интерферометр на основе квантовых точек и подключенного к ним нанопровода, находящегося под влиянием сверхпроводимости. Квантовые точки и провод не вступают в прямой контакт, соединение туннельное. Рабочие температуры исследования — от 50 до 300 милликельвин, для их достижения необходимо специальное охлаждение.
Полностью существование нулевой майорановской моды не доказано, однако именно эти квазичастицы и топологические кубиты теоретически могут сильно продвинуть квантовые вычисления. В своей статье сотрудники Microsoft представили новые данные, подтверждающие существование нужного эниона. Их предстоит проверить другим научным группам
Чип произвели в США, он значительно меньше других современных квантовых чипов — вся структура помещается в ладони. В нем восемь топологических кубитов.
Microsoft сразу представила свою разработку в потребительском дизайне. В компании считают, что этот чип сделает квантовые вычисления достаточно надежными для практического использования.
Хотя чип представляет собой значительный шаг вперед, Microsoft признала, что предстоит еще много инженерной работы, прежде чем квантовые компьютеры станут практическими инструментами. Компания утверждает, что этот прорыв может сделать такую реальность возможной в течение «лет, а не десятилетий».
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии