Kitaip nei kvantinių skaičiavimų lyderiai – „Google“, IBM, „IonQ“ ir kiti – kompanija ėmėsi kurti alternatyvų kubito tipą. Jis kol kas neegzistuoja, tačiau kompanija neabejoja, kad sugebės šią technologiją išplėtoti. Be to, ji įsitikinusi, kad kiti, dabar populiaresni sprendimai ilgainiui nepasiteisins.
Kitaip nei kvantinių skaičiavimų lyderiai – „Google“, IBM, „IonQ“ ir kiti – kompanija ėmėsi kurti alternatyvų kubito tipą. Jis kol kas neegzistuoja, tačiau kompanija neabejoja, kad sugebės šią technologiją išplėtoti. Be to, ji įsitikinusi, kad kiti, dabar populiaresni sprendimai ilgainiui nepasiteisins.
© microsoft.com
Kvantinių skaičiavimų paslaugas siūlančios kompanijos dažniausiai naudoja vieną iš dviejų pagrindinių kvantinių lustų tipų. Pirmasis – transmonas, superlaidus krūvio kubitas su akustiniu rezonatoriumi, kurį naudoja „Google“, IBM ir „Rigetti“. Kiti – „Quantinuum“ ar „IonQ“ – naudoja atskirus jonus šviesos laikyklėse. Ir nors abi technologijos pademonstravo savo efektyvumą, kad būtų pradėti naudingi skaičiavimai, jiems reikia kokybinio šuolio.
„Microsoft“ kvantinius kompiuterius kurti ėmėsi vėliau nei konkurentai, nes jos sistemos fizika nebuvo visiškai aiški. „Microsoft“ naudojama „Majoranos fermionus“, kurių egzistavimas buvo patvirtintas tik pastarąjį dešimtmetį. Ši elementari dalelė pavadinta fiziko Ettore Majorana garbei. Kalbant paprasčiau, majoranos dalelė yra savo paties antidalelė. Dvi tokios dalelės, besiskiriančios spinu, susitikusios anihiliuoja.
Lig šiol majoranos dalelių mokslininkai nėra aptikę, tačiau atlikdami eksperimentus, stebėjo kvazidaleles, kurios elgėsi kaip majoraniški fermionai.
Žinomiausia majoraniška kvazidalelė – Kuperio pora, kurioje du elektronai susijungia taip, kad dėl to kinta jų elgesys. Microsoft sistemoje yra iš superlaidžių laidų ir Kuperio porų. Įprastomis sąlygomis papildomas, neporinis elektronas keičia bendrą sistemos energiją. Tačiau kvantiniame pasaulyje elektronus galima padėti laido gale be energijos nuostolių.
„Topologinėje būsenoje ir topologiniame superlaidininke susidaro padėtis, kai be papildomos energijos galima sugerti papildomą elektroną“, – interviu „Ars Technica“ sakė kompanijos inžinierius Chetan Nayak. Pagal kvantinės mechanikos dėsnius elektronas nėra lokalizuotas laido gale, ten kur yra, o delokalizuotas abiejuose laido galuose. „Šie du galai – faktiškai yra realioji ir įsivaizduojamoji kvantinės banginės funkcijos dalis“, – paaiškino Nayakas. Tai vadinamosios majoraniškos nulinės modos, ir „Microsoft“ sukūrė jas ir išmatavo jų funkcijas.
Pačios savaime majoraniškos nulinės modos negali būti naudojamos kaip kubitai. Tačiau jas galima susieti su gretima kvantiniu tašku. Tuomet jis gali saugoti krūvį, o tai galima išmatuoti. Be to, laido ir kvantinio taško jungtį galima nutraukti, taip išsaugant majoraniškų nulinių modų būseną.
Kol kas „Microsoft“ to neatliko, tačiau jau pasiektas didelis progresas. Kompanijos inžinieriai nutarė išbandyti neįprastas medžiagas: aliuminį superlaidiems laidams ir indžio arsenidą kaip puslaidininkį. Visus įrenginius Microsoft kuria savarankiškai.
Be to, kompanija užsiima topologinio plyšio optimizavimu, kas turėtų padidinti prietaiso našumą. Idealiu atveju kubitai bus tokie maži, kad užims vos 10 kvadratinių mikronų plotą – daug mažiau, nei užima transmonai ar joninių gaudyklių kubitai.
Kompanija įsitikinusi, kad visiems, vystantiems kitas technologijas, nepasiseks, nepaisant dabartinių pasiekimų. „Dabartiniai kubitai nebus rytojaus kvantinių kompiuterių pagrindu. Dabartiniai kubitai gan įdomūs, gan įspūdingi – iš jų galima daug ko išmokti, atlikti daugybę tyrimų ir pasiekti didelio progreso. Tačiau komerciniam kvantiniam kompiuteriui būtinos naujos idėjos“.
hightech.plus
