სიახლეები
2025 წლის 19 თებერვალს ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულ სტატიაში კოლაბორაცია Microsoft Azure Quantum, აცხადებს მსოფლიოში პირველი კვანტური ჩიპის Majorana 1-ის შექმნის შესახებ. Microsoft Azure Quantum არის მაიკროსოფტის მიერ ღრუბლოვან ინტერფეისზე დაფუძნებული საჯარო კვანტური გამოთვლითი პლატფორმა, რომელიც დეველოპერებს სთავაზობს კვანტურ აპარატურას, პროგრამულ უზრუნველყოფას და გადაწყვეტილებებს კვანტური აპლიკაციების შესაქმნელად.
Majorana 1 წარმოადგენს ინდიუმ-არსენიდისა და ალუმინის ჰიბრიდულ მოწყობილობას, რომელიც დაბალ ტემპერატურაზე ზეგამტარობას ავლენს. მაიკროსოფტი ამტკიცებს, რომ მოწყობილობა იძლევა გარკვეულ სიგნალებს, რომლებიც მიანიშნებს მასში სასაზღვრო მაიორანას ტიპის ნულოვანი მოდების გაჩენაზე. მაიორანას ნაულოვანი მოდები, თუ დადასტურდება მათი არსებობა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტოპოლოგიური კუბიტების წარმოსაქმნელად და მომავალში დიდი ზომის ტოპოლოგიური კვანტური კომპიუტერების შესაქმნელად.
მაიკროსოფტის განცხადება შთაგონების გარდა, სკეპტიციზმსაც იწვევს სამეცნიერო საზოგადოებაში, ვინაიდან ჯერ არ არსებობს საჯაროდ ხელმისაწვდომი უტყუარი მტკიცებულება, რომ მათი ახალი ჩიპი ნამდვილად წარმოქმნის მაიორანას ნულოვან მოდებს. სტატიის ოთხიდან ორმა რეცენზენტმა გამოთქვა ეჭვები, ხოლო ორმა — პირობითი მხარდაჭერა, თუმცა Nature-მა სტატია მაინც გამოაქვეყნა მოწყობილობის არქიტექტურის ინოვაციურობის გამო და არა მაიორანას რეჟიმების აღმოჩენის მტკიცებულებისთვის.
სტატიაში განცხადებულია, რომ მათ შექმნეს „ახალი მატერიის მდგომარეობა, რომელიც მანამდე მხოლოდ თეორიულად არსებობდა“. ამ მასალის აღსაწერად შემოტანილია ტერმინი ტოპოკონდუქტორი, რომლებიც იძლევიან ქუბიტების ფორმირების საშუალებას. ტრადიციული კუბიტები, კვანტური ბიტები, როგორიცაა ზეგამტარ სქემებზე ან ჩაჭერილ იონებზე დაფუძნებული კუბიტები, ადვილად ზიანდება ხმაურისა და დეკოჰერენციის შედეგად, რაც გამოთვლებში შეცდომებს იწვევს. ამ პრობლემების გადასაჭრელად, მეცნიერები იკვლევენ უფრო გამძლე კვანტური კომპიუტერების შექმნის გზებს. ტოპოლოგიური კუბიტები, პირველად თეორიულად განიხილეს 1997 წელს ალექსეი კიტაევმა და მაიკლ ფრიდმანმა. მათ შემოგვთავაზეს კვანტურ ინფორმაციის კოდირება რომლებიც ბუნებრივად იქნება დაცული გარემოს ზემოქმედებისგან. ეს დაცვა შეიძლება მივიღოთ სისტემის ტოპოლოგიური თვისებებიდან, რომლებიც მდგრადია ლოკალური დარღვევების მიმართ.
ტოპოკონდუქტორები გამოირჩევიან უნიკალური ელექტრონული ზონური სტრუქტურით, რამაც უნდა წარმოშვას ზედაპირული ტოპოლოგიურად დაცულ რეჟიმები. მაიკროსოფტის ჯგუფმა ტოპოკონდუქტორები შექმნეს ინდიუმ-არსენიდისა და ალუმინის (InAs–Al) გამოყენებით. როდესაც ისინი გრილდებიან თითქმის აბსოლუტურ ნულამდე და აქტიურდებიან შესაბამისი მაგნიტური ველებით, ავტორების აზრით წარმოიქმნება მაიორანას ტიპის ნულოვანი მოდები, რომლებიც კვანტურ ინფორმაციას შემთხვევითი შეშფოთებებისაგან იცავენ.
Majorana 1 ჩიპი იმდენად კომპაქტურია, რომ ხელისგულზე ეტევა და ამჟამად შეიცავს რვა ტოპოლოგიურ ქუბიტს. მაიკროსოფტს სურს გაზარდოს ეს რაოდენობა მილიონ ქუბიტამდე. ჩიპი აერთიანებს ქუბიტებს და საკონტროლო ელექტრონიკას ერთ პლატფორმაზე, რაც ამცირებს სისტემურ სირთულეს და ამარტივებს დიდი მასშტაბის კვანტური გამოთვლების განხორციელებას. მაიკროსოფტის ერთ-ერთი მთავარი ინოვაცია არის ქუბიტების წაკითხვის ახალი მეთოდი მიკროტალღების გამოყენებით. ეს მეთოდი იმდენად ზუსტია, რომ შეუძლია დააფიქსიროს განსხვავება ზეგამტარ მავთულში ათ მილიარდსა და ათი მილიარდ ერთ ელექტრონს შორის, რაც უზრუნველყოფს თითოეული ქუბიტის კვანტური მდგომარეობის ზუსტ განსაზღვრას.
ტრადიციული მეთოდებისგან განსხვავებით, რომლებსაც რთული პროცედურები სჭირდებათ, მაიკროსოფტის ქუბიტების მართვა შესაძლებელია მარტივი ძაბვის იმპულსებით, რაც სისტემას უფრო პრაქტიკულს და მარტივად მასშტაბირებადს ხდის.
მაიკროსოფტი მიზნად ისახავს სრულად ფუნქციონალური, მასშტაბური კვანტური კომპიუტერის შექმნას. ახლა კომპანია ფოკუსირებულია სისტემის მასშტაბირებაზე და შეცდომების შემცირებაზე, რათა ეფექტური კვანტური გამოთვლები მიღწევადი გახდეს. მაიკროსოფტს უწევს გააუმჯობესოს ჩიპთან დაკავშირებული ეკოსისტემა, მათ შორის საკონტროლო ლოგიკა, მაცივრები, რომლებიც ქუბიტების კოსმოსის ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურამდე აცივებენ, და პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც საჭიროა კლასიკურ სისტემებთან და ხელოვნურ ინტელექტთან შეუფერხებელი მუშაობისთვის.
წყარო:
