Microsoft представила Majorana 1 — первый квантовый процессор с топологическим ядром, способный масштабироваться до миллиона кубитов на одном крошечном чипе.
10 лет отличной работы на
рынке ИТ
20.02.2025
Microsoft представила Majorana 1 — первый квантовый процессор с топологическим ядром, способный масштабироваться до миллиона кубитов на одном крошечном чипе.
Это революционное достижение стало возможным благодаря использованию нового состояния материи, что, по словам компании, позволило создать принципиально иной тип кубита.
Процессор получил название Majorana 1 в честь квазичастиц Майораны и разработан таким образом, чтобы уместиться буквально на ладони. Главная цель проекта — значительно сократить сроки создания надежных, масштабируемых квантовых компьютеров, доведя их с нескольких десятилетий до считанных лет.
Чип основан на топологическом состоянии материи, отличном от твердых, жидких и газообразных фаз. Для его создания Microsoft разработала уникальный материал, состоящий из арсенида индия и алюминия, причем изготовление происходило атом за атомом.
Компания уже 20 лет разрабатывает топологические кубиты, поскольку они более устойчивы по сравнению с традиционными. Их стабильность можно сравнить с узлом на веревке: даже при движении веревки он остается на месте благодаря своему топологическому свойству.
«Мы решили изобрести квантовый транзистор и задали себе вопрос: каким он должен быть?» — объясняет Четан Наяк, технический специалист Microsoft.
Главной проблемой квантовых компьютеров всегда была ошибочность традиционных кубитов, которые крайне чувствительны к внешним воздействиям. Новый подход Microsoft позволяет в 10 раз снизить затраты на исправление ошибок. Более того, если классические кубиты требуют аналогового управления, то топологические кубиты полностью цифровые.
Эксперты подтверждают надежность результатов. Габриэль Эппли, профессор ETH Zurich, отметил, что цифровая природа топологических кубитов делает их перспективнее традиционных аналоговых методов.
В статье для Nature Microsoft описала, как была реализована новая технология. Четыре контролируемые частицы Майораны формируют букву «H» с помощью алюминиевых нанопроволок. Затем эти элементы соединяются в массив по принципу плитки, что делает процесс масштабирования значительно проще.
Чипы дополнительно интегрируются с системой управления, сверххолодильником и программным стеком, который связывает квантовый процессор с ИИ и классическими вычислениями. Однако, по словам Microsoft, для полной реализации технологии потребуется еще несколько лет инженерной работы.
Уже сейчас предприятия могут тестировать квантовые алгоритмы через облачные сервисы Microsoft, Amazon, Google и IBM, используя симуляторы и небольшие квантовые компьютеры.
Microsoft заявляет, что Majorana 1 можно легко развернуть в дата-центрах Azure, однако пока не раскрывает сроки коммерческой доступности. Сейчас компания сосредоточена на масштабировании архитектуры, начиная с демонстрации двухкубитной системы, затем массива из восьми кубитов для реализации обнаружения ошибок.
Эксперты признают прорыв Microsoft значительным, но подчеркивают, что впереди еще много работы. По количеству кубитов компания уступает, например, IBM с их 156-кубитным процессором. Однако качество кубитов важнее их количества. «Кубиты Microsoft по своей сути безошибочны, что дает им уникальные преимущества», — отмечает профессор Санкар Дас Сарма.
Теоретически новый топологический подход позволит добиться не только высокой масштабируемости, но и компактности, опережая нынешние квантовые технологии. DARPA уже включила Microsoft в свою программу оценки квантовых вычислений, целью которой является достижение квантовых операций в коммунальном масштабе к 2033 году.
Хотя путь Microsoft к успеху был сложным (включая отзыв статьи в 2018 году), в 2022 году компания впервые доказала существование нулевых узлов Майораны, предсказанных еще в 1937 году. Эти квазичастицы являются своими собственными античастицами и могут использоваться для квантовых вычислений благодаря эффекту anyon.
Ирония в том, что квантовые компьютеры необходимы для изучения таких сложных материалов, — отмечает Криста Свор из Microsoft. В будущем масштабируемые квантовые системы смогут предсказывать еще более совершенные материалы, что приведет к созданию нового поколения квантовых компьютеров.
10 лет отличной работы на
рынке ИТ
100+ ключевых клиентов
Высококвалифицированные ИТ
специалисты
Лучшее в России оборудование
