Мајорана 1 се појави како храбар чекор во квантното пресметување. Пристигнува во време кога многу истражувачи истражуваат побрзи, помали и посигурни начини за справување со квантните информации.
Четан Најак, технички соработник на Мајкрософт и корпоративен потпретседател за квантен хардвер во Мајкрософт, го истакна значењето на создавањето стабилен квантен систем кој може да се прилагоди на потребите од големи размери.
Неговиот тим работеше на нов „ топопроводник “, специјална класа на материјал кој поддржува уникатни однесувања што не се гледаат во обичната материја.
Majorana 1 qubits ги намалуваат грешките
Majorana 1 е изградена околу нулта режими на Majorana, кои складираат податоци преку паритет на електричен полнеж.
Програмерите велат дека овие режими нудат пат до пониски стапки на грешки, бидејќи системот може ефективно да ги сокрие и заштити информациите.
Секој кјубит во овој дизајн работи со дигитални импулси наместо деликатна аналогна контрола. Ова им овозможува на инженерите подиректно да извршат корекција на грешки, што е критично за задачите што вклучуваат многу кубити.
Она што ги издвојува „топопроводниците“.
Научниците од Мајкрософт открија начин за спојување на суперпроводници со полупроводници во дизајн кој вклучува индиум арсенид и алуминиум.
Нивниот пристап се потпира на екстремно ниските температури за да формираат стабилни жици.
Овие жици овозможуваат нова состојба на материјата позната како тополошки суперпроводник. Тоа му дава на системот дополнителна еластичност, што помага да се одржат квантните состојби за посигурни операции.
Majorana 1 ја подобрува приспособливоста
Инженерите имаат за цел да го поместат квантното пресметување надвор од малите демонстрации. Тополошката стратегија на Мајкрософт го решава тоа со интегрирање на заштитата од грешки директно во хардверот.
Некои постоечки кјубити бараат фино подесени сигнали кои тешко се скалираат. Со префрлање на мерења за пресметување, програмерите ги намалуваат трошоците и ја отвораат вратата за извршување на многу кубити одеднаш.
Еден пат до помалку грешки
Вообичаена пречка во квантното пресметување е бучавата што ги исфрла чувствителните состојби на кубит. Со тополошките кубити, физичката структура природно ги чува, па затоа се потребни помалку корекции во софтверот.
Истражувачите велат дека нивниот дизајн може да се справи со трилиони операции на милион кубити без огромна сложеност на контролата.
Поедноставните сигнали значат помалку хардвер по кубит, што би можело да ја намали големината на идните машини.
Признание од одбранбените агенции
Пристапот на Мајкрософт го привлече вниманието од ДАРПА. Таа агенција води програми како недоволно истражени системи за квантно пресметување со помошна скала, која бара ветувачки хардвер што може да решава задачи што ги надминуваат можностите на обичните машини.
Мајкрософт сега е меѓу избраната група која напредува во евалуацијата на DARPA. Оваа поддршка испраќа силен знак на доверба во систем кој ја спојува академската теорија со комерцијалната одржливост.
Дигитални импулси за мерења
Процесорот Majorana 1 ги спојува методите базирани на мерење со отчитувањето на податоците користејќи квантна точка, мала компонента која ги следи електронските полнежи.
Овој дизајн покажа дека може да открие разлика од еден дополнителен електрон со голема сигурност.
Мајкрософт сугерира дека оваа техника им овозможува на кјубитите да се вклучуваат и исклучуваат преку прилагодување на напонот. Ја избегнува честата рекалибрација што може да ги забави системите што се потпираат на аналогни погони.
Увид во практична употреба
Кога квантните системи можат да се справат со огромен број кјубити, тие би можеле да фрлат светлина на збунувачки прашања по хемијата.
Ова вклучува анализа на тоа како се формираат различни врски или како материјалите се распаѓаат, што би можело да го забрза истражувањето за нови форми на градба или контрола на загадувањето.
Експертите гледаат потенцијални апликации во области како медицината и земјоделството, особено кога се придружуваат со вештачка интелигенција.
Моделите за машинско учење би можеле да се спојат со квантни компјутери за да истражат подобри дизајни на ензими и побрзо откривање лекови.
Која е целта овде?
Инженерите често се соочуваат со компромиси со големината и стабилноста на кјубитите. Кубитот мора да биде доволно мал за брзо префрлување, но доволно голем за стабилни контролни жици.
Истражувачите покажуваат дека фино наместената форма, понекогаш наречена слатка точка, помага да се постигне скалабилен уред.
Крајната цел е да се пополни чип со многу кубити кои можат да се ракуваат во стандардни средини на центарот за податоци.
Надвор од лабораторијата
Иако остануваат одредени чекори пред потрошувачите да забележат квантни предности во секојдневниот живот, напредокот изгледа брз.
Инженерите мора да ги финализираат методите за ладење и да ја прошират софтверската средина што ги координира операциите на qubit.
Сето ова се случува на температури под нулата. Сепак, притисокот да се донесат овие решенија во главните центри за податоци сугерира дека можеби ќе видиме вистински влијанија порано отколку што многумина некогаш предвидуваа.
„Направивме чекор назад и рековме „Во ред, ајде да го измислиме транзисторот за квантната доба““, рече Четан Најак. Неговата изјава нагласува како тие барале долгорочен пристап наместо брз лек.
Чипот Majorana 1 функционира како дел од поголем комплет алатки кој вклучува фрижидер за разредување и специјализирана контролна логика.
Секое парче игра улога во извршувањето на квантните алгоритми, кои се програми кои користат квантни феномени за да се справат со проблемите што обичните компјутери не можат ефикасно да се справат.
Инженерите мора да продолжат со рафинирање на материјалните слоеви за да се минимизираат дефектите. Нивниот успех може да го отвори патот за следната фаза на компјутерите, каде тополошкиот хардвер поефикасно се справува со специјализираните задачи.
Решавање проблеми со Мајорана 1
Со осум тополошки кубити веќе поставени на еден уред, визијата за голема квантна машина изгледа поопиплива.
Една од причините за оптимизам е вградената заштита од грешки што го поткрепува секој чекор, што може да ги намали трошоците во идните проширувања.
Програмерите планираат да создадат робусни прототипови кои ги решаваат предизвиците во реалниот свет без неодредени години чекање.
Тие, исто така, го истакнуваат фокусот на влијанието во индустриски размери, навестувајќи дека оваа технологија може да одговори на големи, сложени симулации.
Истражувачите долго време бараа стабилни платформи за извршување на квантни операции. Со закотвување на системот во силна наука за материјали, тимовите се надеваат дека ќе ги претворат тополошките кубити во практични алатки.
Оние кои стојат зад Majorana 1 нагласуваат дека приспособливоста е клучна за решавање на значајни проблеми. Способноста да се координираат многу кубити е подготвена да ги отклучи сценаријата кои претходно биле ограничени на теоретски шпекулации.
—–
—–
