微软的科学家已经使用能够利用新物质状态的特殊材料建造了新的量子计算芯片。这一突破可以使研究人员能够比专家预测的要早得多的数百万个可靠的Qubits建造一个芯片 - 可能在短短几年之内而不是数十年。
新的（QPU），称为“ Majorana 1”，是一种由世界上同类产品的第一种材料（拓扑指挥或topocoductor）建造的八个QUITION原型芯片。这可以达到“拓扑”状态并利用法律在正确的条件下，以处理量子计算机中计算数据的1和0。
新型的量子量子称为“拓扑量子”，比由用量子制成的量子- 最常见的量子类型由诸如公司建造，，，，，以及微软本身。
“我们退后一步说'好吧，让我们为量子时代发明晶体管。它需要拥有哪些属性？'Chetan Nayak加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的微软技术研究员兼物理学教授陈述。 “这确实就是我们到达这里的方式 - 这是我们新材料堆栈中的特定组合，质量和重要细节，使新型量子及我们的整个建筑都达到了新型。”
有关的：
只有在研究人员首次使用该体系结构来确定观察和控制具有特殊特性的神秘的亚原子粒子的特殊特性称为“ majora majorana fermion”或“ majora majorana零模式”（MZM），理论上，这种QPU的制造才有可能。数学家ettore major1937年。
科学家以前曾试图创建Majorana Fermions用于使用。 Majorana fermion及其的探索拟议中的量子计算机跨越多年，包括并在2024年4月。科学家在2023年6月还发表了一项研究，报道了物质拓扑状态的发现。
Majorana的理论提出，粒子可以是其自身的反粒子。这意味着从理论上讲，将这些颗粒中的两个融合在一起是有可能的，并且它们可以在大量的能量释放（正常）中互相消灭，或者在配对时可以稳定共存 - 启动它们以存储量子信息。
这些亚原子颗粒在自然界中不存在，因此，要将它们推到存在中，微软科学家必须在材料科学，制造方法和测量技术方面做出一系列突破。他们在2月19日发表的一项新研究中概述了这些发现 - 长达17年的项目的结晶。。
这是“量子年龄的晶体管”
这些发现中的主要是创建该特定的托托托托克斯，它被用作量子的基础。科学家是用材料堆栈建造了托型的，该物料堆栈结合了由铝制胺（通常用于夜视护目镜之类的设备）和铝制超导体制成的半导体。
研究人员需要这些组件的正确组合，以触发所需的过渡到物质的新拓扑。他们还需要创建非常具体的条件来实现这一目标 - 即，温度接近并暴露于磁场。只有这样，他们才能将MZMS纳入存在。
要构建一个量子，该量子的尺寸小于10微米（比超导量子位小得多），科学家将一组纳米线排列成H形，其中两条较长的topodocduction导线通过一条超导线在中心连接在一起。接下来，他们通过冷却结构并用磁场调整结构，从而在H的所有四个点上诱导四个MZM。最后，为了测量设备在运行时的信号，它们将H连接到H h与半导体量子点连接 - 相当于带电荷的小电容器。
topoducductor与超导体的行为有所不同，当时他们的行为负担不足。在超导体中，电子通常配对（称为库珀对），具有奇数的电子（任何未配对电子），需要大量的能量才能容纳或进入激发态。基态和激发状态之间的能量差异是超导量子位中数据和0s的基础。
像超导体一样，托托型导体将不配对电子作为计算数据的1和0s的存在或不存在，但是材料可以通过在配对电子中共享它们的存在来“隐藏”未配对的电子。这意味着当将未配对的电子添加到系统中时，没有可测量的能量差异，从而使量子位在硬件级别上更稳定并保护量子信息。但是，这也意味着要测量量子的量子状态更难。
这是量子点进来的地方。科学家通过MZM从量子点从量子点到电线的一端发出一个电子，并通过另一端通过另一个MZM出现。通过在这种情况下用微波爆炸量子点，返回反射带有纳米线的量子状态的烙印。
科学家在研究中说，该测量的准确性约为99％，并指出电磁辐射是外部因素的一个例子，平均每毫秒一次会触发一次误差。科学家说，这很少见，并表明新型处理器的固有屏蔽有效地防止了辐射。
通往一百万吨的途径
“这很复杂，因为我们必须展示一个新的物质才能到达那里，但是在那之后，它非常简单。它铺有瓷砖。您拥有更简单的体系结构，可以承诺更快地扩展规模的途径，”Krysta Svore微软的首席研究经理在声明中说。
Svore添加了这种新的量子架构，称为“拓扑核心”，代表了创建可行100万克Qubit的量子计算机的第一步。
科学家在研究中说，这要归功于量子位的尺寸较小和质量更高的量子，以及它们的易于扩展性，因为Qubits像瓷砖一样融合在一起。
在接下来的几年中，科学家计划建立一个具有一百万个物理量他的单个芯片这。
但是，量子芯片不能孤立地工作。相反，它与稀释冰箱一起存在于生态系统中，以达到极低的温度，一个管理控制逻辑的系统以及可以与古典计算机和人工智能（AI）集成的软件。科学家说，优化这些系统，以便他们可以在更大范围内工作将需要多年的进一步研究。但是这个时间表可以加快进一步的突破。
Svore在声明中说：“这些材料必须完美排队。如果材料堆中有太多缺陷，那就杀死您的量子。” “具有讽刺意味的是，这也是我们需要一台量子计算机的原因 - 因为了解这些材料非常困难。使用缩放量子计算机，我们将能够预测具有更好的属性的材料，以构建超出规模的下一代量子计算机。”
