Χθες, η Microsoft παρουσίασε το Majorana 1, το πρώτο παγκοσμίως κβαντικό υπολογιστικό τσιπ, ένα επίτευγμα που έχει ξεσηκώσει ολόκληρο τον τεχνολογικό κόσμο. Η εταιρεία ξόδεψε χρόνια για την κατασκευή του τσιπ, η οποία συνεπαγόταν πολυάριθμες ανακαλύψεις. Αλλά καμία δεν ακούγεται τόσο εντυπωσιακή όσο η ανάπτυξη μιας νέας κατάστασης της ύλης.
Υπάρχουν τρεις θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης - το στερεό, το υγρό και το αέριο - και δύο εξωτικές μορφές που γνωρίζουμε ως πλάσμα και συμπυκνώματα Bose-Einstein (BEC). Η Microsoft δημιούργησε αυτό που αποκαλεί «τοπολογική κατάσταση της ύλης». «Αυτή η ανακάλυψη απαιτούσε την ανάπτυξη μιας εντελώς νέας συστοιχίας υλικών από αρσενικό του ινδίου και αλουμίνιο, μεγάλο μέρος της οποίας η Microsoft σχεδίασε και κατασκεύασε άτομο προς άτομο», αναφέρει η εταιρεία.
Η εταιρεία δημιούργησε τεχνικά μια νέα ποικιλία σωματιδίων που ονομάζεται Majoranas, η οποία δανείζει το όνομά της στο κβαντικό τσιπ που τροφοδοτεί. Μέχρι στιγμής, αυτή η κατάσταση της ύλης υπήρχε μόνο στη θεωρία, όπως υποστηρίζει η Microsoft. Πρόκειται για ένα υβριδικό παράγωγο δύο βασικών συστατικών: μια λωρίδα αλουμινίου που λειτουργεί ως υπεραγώγιμη μονάδα, ενώ η ημιαγώγιμη μονάδα αποτελείται από μια χημική ουσία που ονομάζεται Αρσενίδιο του Ινδίου (InAs).
«Όταν ψύχονται κοντά στο απόλυτο μηδέν και συντονίζονται με μαγνητικά πεδία, οι συσκευές αυτές σχηματίζουν τοπολογικά υπεραγώγιμα νανοκαλώδια με Μajorana Zero Modes (MZMs) στα άκρα των συρμάτων», προσθέτει η εταιρεία.
Το θεμελιώδες στοιχείο των κβαντικών υπολογιστών είναι ένα qubit, το οποίο είναι ανάλογο με τα bits που βρίσκονται στην καρδιά των κλασικών υπολογιστών. Για τους κβαντικούς υπολογιστές Majorana, τα MZM χρησιμεύουν ως θεμέλιο υλικό για τα qubits.
Σήμερα, τα qubits μπορούν να δημιουργηθούν με διάφορους τρόπους. Η εκδοχή της Microsoft βασίζεται σε αυτό που η εταιρεία αποκαλεί τοπολογικά qubits. Στην καρδιά του Majorana 1 βρίσκεται ένας τοπολογικός πυρήνας που μπορεί να κλιμακωθεί σε ένα εκατομμύριο qubits σε ένα μόνο τσιπ. Χάρη στην καινοτομία αυτή, η Microsoft λέει ότι βρίσκεται καθ' οδόν προς την ανάπτυξη του πρώτου παγκοσμίως πρωτότυπου σταθερού κβαντικού υπολογιστή με ανοχή σε σφάλματα (FTP) μετά από χρόνια και όχι δεκαετίες.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η εταιρεία αναλαμβάνει την αποστολή αυτή στο πλαίσιο του κυβερνητικού προγράμματος Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC), το οποίο διαχειρίζεται η Υπηρεσία Προηγμένων Αμυντικών Ερευνητικών Προγραμμάτων (DARPA).
«Η θεμελιώδης τεχνολογία είναι αποδεδειγμένη και πιστεύουμε ότι η αρχιτεκτονική μας είναι επεκτάσιμη», σημειώνει η εταιρεία. Η Microsoft αναφέρει ότι η πρόοδος των κβαντικών υπολογιστών θα επιταχύνει δραματικά τις επιστημονικές διαδικασίες, όπως η ανακάλυψη νέων φαρμάκων, η δημιουργία αυτοθεραπευόμενων υλικών, οι γεωργικές εξελίξεις και πολλά άλλα.
Για παράδειγμα, η εργασία της Microsoft στον κβαντικό υπολογισμό μαζί με τους ειδικούς του Case Western Reserve University έχει ήδη βοηθήσει στην ανάπτυξη σαρώσεων για τον καρκίνο με πολύ ταχύτερο ρυθμό και στη βελτίωση της ακρίβειας στον εντοπισμό των σημείων της νόσου. Οι εξελίξεις αυτές προσφέρουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στην ιατρική διάγνωση και θεραπεία, επιτρέποντας την έγκαιρη ανίχνευση ασθενειών όπως ο καρκίνος και, κυρίως, τη σύνθεση νέων φαρμάκων.
Η Google δεν απέχει πολύ με τις δικές της προσπάθειες για την κβαντική πληροφορική. Ο επικεφαλής του αντίστοιχου της τμήματος, Hartmut Neven, υποστήριξε πρόσφατα ότι οι εφαρμογές της κβαντικής πληροφορικής στον πραγματικό κόσμο θα είναι εδώ μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια.
[via]
