Microsoft, Majorana Fermions olarak bilinen ve milyon quit bir kuantum bilgisayar oluşturmak için kullanmayı amaçladığı 20 yıllık araştırmaların doruk noktasını yayınladı.
Araştırma, Microsoft Research’in daha istikrarlı kubitler sunacağını ve daha az hata düzeltmesi gerektiren topolojik kubitlerin geliştirilmesini içeriyordu. Bu parçacıkların özelliği üzerine bir araştırma makalesi, majorana fermiyonlarının, fermyonlar ve anti-ferminler ayırt edilemezse, birbirlerini yok etmeden bir arada bulunabileceklerini düşündüren matematiksel bir tuhaflığa sahip olduğunu belirtmektedir.
https://www.youtube.com/watch?v=wshmygpqukq
Araştırmayı tartışan bir YouTube videosunda, Microsoft Teknik Üyesi Matthias Troyer şunları söyledi: “Majorana’nın teorisi matematiksel olarak kendi antipartikülü olan bir parçacığa sahip olmanın mümkün olduğunu gösterdi. Bu, bu parçacıklardan ikisini alabileceğiniz ve onları bir araya getirebileceğiniz ve imha edebileceğiniz ve hiçbir şey kalmadığı anlamına gelir. Ya da iki parçacık alabilir ve onları bir araya getirirsiniz ve iki parçacınız vardır. ”
Bu, fermiyon ve anti-fermyonun birbirini bir ikili “0” olarak yok ettikleri ve ikisi de ikili bir “1” olarak varken, hiçbir şey durumunu ilişkilendirmenin bir yolunu sunar.
Microsoft Teknik Üyesi Krysta Svore, Microsoft’un Majorana Fermion parçacıklarının varlığını ölçebilen Majorana 1 adlı bir çip tasarlamayı başardığını söyledi. “Majorana, topolojik bir kbit yaratmamıza izin veriyor,” dedi kubbit güvenilir, küçük ve kontrol edilebilir.
Majorana parçacıklarının doğası, kuantum bilgilerini gizledikleri, daha sağlam hale getirdikleri, ancak ölçülmesini de zorlaştırdıkları anlamına gelir. Microsoft, kuantum hesaplaması için kubitin durumunu belirlemek için kullanılan bir milyar ve bir milyar ile bir elektron arasındaki farkı tespit edebileceğini iddia ettiği yeni bir ölçüm yaklaşımı geliştirdi.
SVORE’a göre, Microsoft’un aldığı yaklaşım, kubitlerde hatalara yol açan gürültü sorununu ortadan kaldırıyor ve bu da hataya eğilimli kuantum bilgisayarlarla sonuçlanıyor.
“Artık bu topolojik kubitlere sahip olduğumuza göre, tamamen yeni bir kuantum mimarisi, topolojik çekirdek inşa edebiliyoruz, bu da küçük bir çip üzerinde bir milyon topolojik kubit ölçeklendirebiliyor” dedi.
Svore, bu çipteki her atomun kasıtlı olarak yerleştirildiğini söyledi. “Yerden inşa edildi,” diye ekledi. “Tamamen yeni bir madde durumu. Bizi Atom tarafından Atom’u boyayarak resmi inşa etmek olarak düşünün. ”
İşlemciler bilgisayarlara güç vermek için kullanılır. “Hesaplamak için elektron kullanmıyoruz,” dedi Svore. “Majoranas’ı kullanıyoruz.”
Majorana 1, Microsoft’un hem kubitleri hem de çevredeki kontrol elektroniğini birleştiren yeni kuantum çipidir. Kontrol mantığının yanı sıra, kuantum hesaplamaya Microsoft yaklaşımı, kupitleri uzaydan çok daha soğuk tutan bir seyreltme buzdolabı gerektirir. Microsoft ayrıca uygulamaların Microsoft’un kuantum bilgi işleminden yararlanmasını sağlamak için gereken bir yazılım yığını geliştirdi.
Majorana 1 cihazı bir el avucunda tutulabilir ve Azure veri merkezlerine kolayca dağıtılabilen bir kuantum bilgisayara düzgün bir şekilde sığar. Microsoft Başkan Yardımcısı Zulfi Alam, “İşler inşa ettiğimiz sistemin kuantum hızlandırıcısına sahip olmanızdır” dedi. “Onunla çalışan ve kontrol eden klasik bir makineniz var. Ve sonra, hangi sorunun çözülmeye çalıştığına bağlı olarak klasik ve kuantum arasında giden uygulamaya sahipsiniz. ”
Hesaplamalar tamamlandıktan sonra, sonuçlar soruna cevap olarak ortaya çıktığı klasik hesaplama makinesinde yeniden sentezlenir.
Microsoft’taki araştırmacılar, Majorana 1 ile aldıkları yaklaşımın ölçeklendirebileceğinden emindir, bu da mantıksal kupitlerin hataya eğilimli doğası nedeniyle kuantum bilgi işlemin ilerlemesini engelleyen bir şeydir. Microsoft’un topolojik kubbit mimarisi, “H” şeklinde birleştirilen alüminyum nanotelleri kullanır. Her H, bir kubit üzerinde birleştirilen dört kontrol edilebilir majöre sahiptir. HS ayrıca çip arasında da bağlanabilir.
Svore, “Oraya ulaşmak için yeni bir konu göstermemiz karmaşık, ancak bundan sonra oldukça basit” dedi. “Fayans. Ölçek için çok daha hızlı bir yol vaat eden bu kadar basit mimariye sahipsiniz. ”