Microsoft ได้เปิดตัวชิปควอนตัมใหม่ชื่อ Majorana 1 ซึ่งอ้างว่าจะสามารถแก้ปัญหาที่สำคัญและเป็นจริงได้ภายในทศวรรษ แม้ว่าคนอื่นจะสงสัยในข้อเรียกร้อง แต่ Microsoft กล่าวเสริมว่าการออกแบบชิปใหม่ของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการจัดการ "สถานะใหม่ทั้งหมด"
การคำนวณควอนตัมเช่นฟิวชั่นนิวเคลียร์อำนาจมักจะอ้างว่าอยู่ห่างออกไปไม่กี่ทศวรรษ หนึ่งในปัญหามากมายที่ฟิลด์จำเป็นต้องอยู่หากคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประโยชน์คือจำนวนข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นผลมาจาก qubits ที่มีความไวโดยเฉพาะการรบกวนด้านสิ่งแวดล้อมเช่นข้อบกพร่องของวัสดุหรือเป็นอยู่ถูกอุ่นสูงกว่าศูนย์ใกล้เคียงเล็กน้อย ในระดับควอนตัมสิ่งต่าง ๆ ยุ่งเล็กน้อย
Microsoft หวังที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้โดยการสร้าง "topological qubits" เพื่อจัดการสถานะใหม่ของสสาร
“ ทีมงานของเราที่ Microsoft สามารถใช้อนุภาค subatomic ที่ได้รับการตั้งทฤษฎีจนถึงตอนนี้และไม่เพียง แต่สังเกต แต่ควบคุมได้” Krysta Svore เพื่อนร่วมทางเทคนิคของ Microsoft กล่าวใน ANวิดีโอประกอบ-
คุณมีแนวโน้มที่จะตระหนักถึงสถานะของสสารตามปกติ ของแข็งของเหลวและก๊าซแต่ละตัวมาพร้อมกับคุณสมบัติของตัวเองที่กำหนดโดยพฤติกรรมของอะตอมส่วนประกอบของพวกเขา แต่มี-
“ หนึ่งร้อยปีที่ผ่านมานักคณิตศาสตร์ทำนายสถานะใหม่ของสสารใหม่เช่นรัฐทอพอโลยีและตั้งแต่นั้นมานักวิจัยได้มองหาอนุภาคกึ่งพาร์ทิกที่เฉพาะเจาะจงและมีประโยชน์มากภายในอนุภาค Majorana” Svore กล่าว "ปีที่แล้วเราสามารถสังเกตได้เป็นครั้งแรกและในปีนี้เราสามารถควบคุมและใช้คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อสร้าง topoconductor ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ประเภทใหม่ที่ทำงานเป็นตัวนำยิ่งยวด"
หนึ่งในคุณสมบัติที่มีประโยชน์ของ Majorana Quasiparticle คือมันเป็น antiparticle ของตัวเอง
“ ทฤษฎีของ Majorana แสดงให้เห็นว่าทางคณิตศาสตร์เป็นไปได้ที่จะมีอนุภาคที่เป็นปฏิปักษ์ของตัวเอง” Matthias Troyer, Microsoft Technical Fellow กล่าวเสริม "นั่นหมายความว่าคุณสามารถนำอนุภาคเหล่านี้สองอนุภาคเหล่านี้มารวมกันและพวกเขาก็สามารถทำลายล้างและไม่มีอะไรเหลืออยู่หรือคุณสามารถนำอนุภาคสองอนุภาคมารวมกันและคุณมีสองอนุภาคบางครั้งก็ไม่มีอะไรเป็นศูนย์ และบางครั้งก็เป็นอิเล็กตรอนหนึ่งรัฐ "
อุปกรณ์ใช้อุปกรณ์ nanowire ที่ทำจากอินเดียนเนียมอาร์เซไนด์เพื่อเชื่อมต่อสาย topoconducting สองเส้นเข้ากับรูปตัว H ก่อนที่จะจัดการกับ majorana quasiparticles เข้าสู่ที่สิ้นสุดของรูปร่าง H โดยใช้สนามแม่เหล็กและตัวนำยิ่งยวด
ในวัสดุที่แสดงคุณสมบัติของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำมากอิเล็กตรอนสองตัวรวมกันและก่อตัวคู่คูเปอร์- อิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ใด ๆ ที่เพิ่มเข้ามาในระบบจะเข้าสู่สถานะที่ตื่นเต้นและความแตกต่างของพลังงานระหว่างทั้งสองสถานะสามารถทำหน้าที่เป็นหนึ่งและศูนย์ในการคำนวณ
ในชิป Majorana 1 Microsoft กล่าวว่าอิเล็กตรอนถูกแชร์ระหว่างสอง majorana quasiparticles ในสถานะ delocalized การใช้การวัดอย่างระมัดระวังที่ดำเนินการโดยใช้ไมโครเวฟพวกเขากล่าวว่าพวกเขาสามารถบอกความแตกต่างระหว่างหนึ่งพันล้านกับหนึ่งพันล้านและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในลวดตัวนำยิ่งยวดโดยบอกคอมพิวเตอร์ว่าระบุว่า qubits เป็นอย่างไร กว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมอื่น ๆ
“ เราก้าวถอยหลังและพูดว่า 'โอเคมาคิดค้นทรานซิสเตอร์สำหรับอายุควอนตัม ต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้าง? '” Chetan Nayak, Microsoft Technical Fellow กล่าวในกคำแถลง- “ และนั่นคือวิธีที่เรามาถึงที่นี่ - เป็นการผสมผสานที่เฉพาะเจาะจงคุณภาพและรายละเอียดที่สำคัญในสแต็กวัสดุใหม่ของเราที่เปิดใช้งาน Qubit แบบใหม่และในที่สุดสถาปัตยกรรมทั้งหมดของเรา”
ในขณะที่น่าตื่นเต้นบางคนสงสัยเกี่ยวกับผลลัพธ์ ในขณะที่ Microsoft ได้ตีพิมพ์ผลลัพธ์ระดับกลางโดยการยอมรับของพวกเขาเองในบทความพวกเขา "ไม่ได้ทำด้วยตัวเองตรวจสอบว่ารัฐพลังงานต่ำที่ตรวจพบโดย interferometry เป็นทอพอโลยี" การทดสอบเพิ่มเติมซึ่งพาดพิงถึงในการแถลงข่าวมีความมั่นใจมากขึ้น แต่สิ่งเหล่านี้ยังไม่ได้รับการเผยแพร่ ในขณะที่ Microsoft มีความมั่นใจในผลลัพธ์การศึกษาก่อนหน้านี้ที่อ้างว่ารัฐ Majorana ได้รับดึงกลับมาในอดีต-
“ ในขณะที่เราทำการวัดประเภทมากขึ้นมันจะยากที่จะอธิบายผลลัพธ์ของเราด้วยแบบจำลองที่ไม่ใช่แบบไม่เข้าร่วม” Nayak กล่าวธรรมชาติ- “ อาจไม่มีช่วงเวลาเดียวที่ทุกคนจะมั่นใจ แต่คำอธิบายที่ไม่ใช่แบบไม่เข้าร่วมจะต้องมีการปรับแต่งมากขึ้นเรื่อย ๆ ”
ปัญหาต่อไปเมื่อได้รับการยืนยันว่าสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเกิดขึ้นจริงคือการขยายขนาด ในขณะนี้พวกเขาได้ทำชิปที่มี qubits แปดทอพอโลยีและพวกเขากำลังตั้งเป้าหมายหนึ่งล้าน อย่างไรก็ตามพวกเขาบอกว่าด้วยชิปเหล่านี้คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นต่อไปอาจทำงานได้เป็นประโยชน์และเชื่อถือได้ภายในหลายปีมากกว่าทศวรรษ
กระดาษถูกตีพิมพ์ในวารสารธรรมชาติ-
