Microsoft ogłosił wprowadzenie na rynek Majorana 1 – pierwszego na świecie chipu kwantowego opartego na nowej architekturze Topological Core. To przełomowy krok, który według firmy może przyspieszyć rozwój komputerów kwantowych, umożliwiając im rozwiązywanie złożonych problemów przemysłowych już w ciągu kilku najbliższych lat. Przyjrzyjmy mu się bliżej.
Majorana 1 - dlaczego to przełom?
Nowy chip opiera się na innowacyjnym materiale zwanym topoconductor, czyli nadprzewodniku topologicznym. Jest to unikalny materiał umożliwiający stworzenie nowego rodzaju stanu materii – nie ciała stałego, cieczy ani gazu, lecz stanu topologicznego. Pozwala to na produkcję stabilniejszych kubitów, które są szybkie, kompaktowe i mogą być sterowane cyfrowo.
Architektura Majorana 1 została zaprojektowana z myślą o przyszłości i pozwala na umieszczenie nawet miliona kubitów na chipie wielkości dłoni. Obecna wersja tego chipu zawiera jednak osiem kubitów. Takie rozwiązanie może w przyszłości znaleźć praktyczne zastosowanie m.in. w rozkładaniu mikroplastików na nieszkodliwe substancje czy projektowaniu samonaprawiających się materiałów wykorzystywanych w budownictwie, przemyśle i medycynie.
„Jeśli budujesz komputer kwantowy, musisz mieć strategię na osiągnięcie miliona kubitów. Bez tego napotkasz ograniczenia, zanim osiągniesz skalę niezbędną do rozwiązywania naprawdę istotnych problemów” – wyjaśnia Chetan Nayak, starszy inżynier Microsoftu.
Przełomowym aspektem tego projektu jest zastosowanie fermionów Majorany jako podstawy kubitów w chipie Microsoftu. Ich największą zaletą jest wysoka odporność na zakłócenia, są one znacznie stabilniejsze niż tradycyjne kubity stosowane w innych technologiach kwantowych. Ta stabilność jest kluczowa dla dalszego rozwoju komputerów kwantowych, ponieważ pozwala na ograniczenie błędów i zwiększenie niezawodności obliczeń.
Jeśli ta technologia okaże się lepsza od dotychczasowych metod, może to oznaczać przełom w budowie pełnoprawnych komputerów kwantowych, zdolnych do rozwiązywania problemów niedostępnych nawet dla najpotężniejszych komputerów.
Wykorzystanie komputerów kwantowych
Gdy komputery kwantowe osiągną pełną skalowalność, mogą zrewolucjonizować wiele branż – od chemii po inżynierię materiałową. Na przykład mogą pomóc w projektowaniu materiałów odpornych na korozję, co wpłynie na dłuższą trwałość mostów czy samolotów.
Dzięki precyzyjnym obliczeniom kwantowym możliwe może stać się także znalezienie skutecznych metod recyklingu plastiku czy opracowanie enzymów wspomagających rolnictwo i produkcję żywności w ekstremalnych warunkach.
Połączenie komputerów kwantowych ze sztuczną inteligencją może w przyszłości umożliwić inżynierom projektowanie nowych materiałów czy molekuł poprzez zwykłe zadawanie pytań w języku naturalnym.
„Komputer kwantowy może nauczyć AI języka natury, tak aby sztuczna inteligencja mogła po prostu podać recepturę na materiał czy substancję, którą chcemy stworzyć” – mówi Matthias Troyer, starszy inżynier Microsoftu.
Podsumowanie
Majorana 1 to milowy krok w kierunku praktycznych komputerów kwantowych. Dzięki nowej architekturze Topological Core, wykorzystaniu fermionów Majorany i innowacyjnemu podejściu do kontroli kubitów, Microsoft wyznacza nowy kierunek w tej technologii. Jeśli wszystkie zalety tej metody się potwierdzą, może to znacząco przyspieszyć rozwój komputerów kwantowych, które zrewolucjonizują przemysł i naukę, otwierając drogę do przełomowych odkryć.
