Felforgathatja a kvantumszámítógép-fejlesztéseket a Microsoft. Állítólag sikerült megoldaniuk több olyan problémát – például a hibatűrést és a skálázhatóságot –, ami segíthet a sorozatgyártás beindításában.

A Microsoft kutatói másfél évvel azután publikálták fontos eredményeiket, hogy rögzítették a cég kvantum-számítástechnikai roadmapjét. Egy új anyag felhasználásával állítottak elő egy ún. hardveresen védett topológiai qubitet. Ez állítólag minden eddigi qubittől eltérő elven működik, jól sűríthető, gyors és digitálisan vezérelhető.

Redmondban úgy vélik, az új csippel megoldást találtak a hibatűrésre és a skálázhatóságra is. A Microsoft kvantum-számítástechnikáért felelős alelnöke, Zulfi Alam egyenesen azt állította, hogy a felfedezés teljesen átrajzolja a fejlesztések következő szakaszának terveit.

Az eredmények mögött 17 éve tartó, a DARPA által koordinált kutatás áll, amelynek célja egy új anyag és architektúra létrehozása volt kvantumszámítógépekhez. Ennek látható eredménye a Majorana 1 nevű processzor, amely az új architektúrán alapul. A processzor nem sokkal nagyobb, mint egy hagyományos asztali gépbe vagy szerverbe gyártott CPU, mégis akár egymillió qubit is elfér benne.

90 éves felfedezést hasznosítottak

A Microsoft a Majorana-részecskéket (vagy Majorana-fermion) használja a qubitjeiben. Az Ettore Majorana elméleti fizikus által 1937-ben leírt részecske létezését kísérletileg csak 2012-ben sikerült bizonyítani (a tudományos részletekről érdemes meghallgatni Széchenyi Gábor fizikus YouTube-on elérhető előadását). A Microsoft ezen is túllépve olyan anyagot hozott létre, amelyen keresztül nemcsak megfigyelni, hanem irányítani is lehet a Majorana-részecskéket, miáltal megbízhatóbb qubiteket lehet létrehozni.

A Majorana 1 speciális anyagához egy a félvezetőgyártásban már régóta ismert és használt félvezetőt (indium-arzenidet) és egy szupravezetőt (alumínium) kombináltak. Ebből építettek egy a kvantumvilágra szabott "tranzisztort". A csipen egyelőre nyolc qubitet helyeztek el, de a kutatók szerint megoldható lesz a qubitek számának növelése egymillióig. Egy ennyi qubittel rendelkező kvantumszámítógép számos területen hozhatna áttörést: pontosabb szimulációkat lehetne készíteni vele, segíthetne a természet jobb megértésében, és valószínűsíthetően az orvostudomány és az anyagtudomány számos területén hozna áttörést.

A következő pár év feladata lesz – továbbra is a DARPA-projekt keretében – a Majorana 1-re épülő hibatűrő kvantumszámítógép prototípusának megépítése.

A kutatócsoport lektorált szakcikke a Nature-ben jelent meg »

_{(Illusztráció: Microsoft)}