Microsoft i jego milion-kubitowy skok kwantowy. Obliczeniowa przyszłość właśnie nadeszła
Komputery kwantowe są często uznawane za przyszłość technologii obliczeniowej, bo ma drzemać w nich potencjał do rozwiązywania problemów, które obecnie są poza zasięgiem nawet najpotężniejszych superkomputerów. Z kolei najnowsza innowacja Microsoftu ma na celu rozwiązanie największej przeszkody w tej dziedzinie, czyli tolerancji błędów, która to jest kluczowa dla przeprowadzania nie tylko niezawodnych, ale też prosto skalowalnych obliczeń kwantowych. Sercem przełomu firmy jest aktualnie tak zwana topologiczna informatyka kwantowa, czyli koncepcja teoretyczna, która przez prawie sto lat pozostawała jedynie hipotezą.
Czytaj też: Windows 11 24H2 dla większej liczby komputerów gamingowych. Co się zmieniło?
W przeciwieństwie do tradycyjnych komputerów kwantowych, które mają poważne trudności ze stabilnością i korekcją błędów, kubit Majorany wykorzystuje egzotyczne stany kwantowe, które są odporne na zakłócenia. Microsoft stworzył ten procesor kwantowy z nowego stanu materii, który nie jest ani ciałem stałym, ani cieczą, ani gazem, a do tego zapewnił mu tak zwane tryby zerowe, czyli unikalne quasi-cząstki stabilizujące informację kwantową oraz zaawansowaną korekcję błędów, która umożliwia skuteczniejsze naprawianie błędów na dużą skalę. Ważne jest również to, że choć obecny chip zawiera 8 kubitów, to jest zaprojektowany do rozszerzenia do miliona.
Microsoft stworzył swój unikalny procesor poprzez warstwowanie arsenku indu (półprzewodnika) z aluminium (nadprzewodnika). W tym procesie, gdy tylko materiał zostanie schłodzony do prawie zera absolutnego (-273,15°C), tworzy nadprzewodzące nanodruty, które przechowują informacje kwantowe w sposób znacznie mniej podatny na błędy niż tradycyjne kubity. Czy więc możemy już odliczać czas do momentu, w którym komputery kwantowe, wykorzystując kubity, zrewolucjonizują nasz świat? No… nie do końca.
Czytaj też: Komputer kwantowy, jakiego jeszcze nie było. Nowa konstrukcja została już zaprezentowana światu
Pomimo przełomu, największym wyzwaniem pozostaje skalowalność. Obecnie dostępne procesory kwantowe mają zaledwie kilka lub kilkaset kubitów, co jest dalekie od potrzebnej liczby, aby w pełni wykorzystać potencjał tej technologii. Podejście Microsoftu daje jednak ogromną przewagę nad konkurencją, bo tradycyjne kubity wymagają ciągłej korekcji błędów na poziomie pojedynczych jednostek, podczas gdy kubity topologiczne same w sobie są bardziej odporne na zakłócenia. Oznacza to, że Microsoft może skalować swój system bardziej efektywnie niż konkurenci używający nadprzewodzących kubitów. Trudno się więc dziwić, że firma uzyskała wsparcie programu DARPA US2QC (Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing), co potwierdza potencjał tej technologii.
Czytaj też: OpenAI z nowym, rewolucyjnym narzędziem. Operator przejmie Twój komputer
Kolejnym krokiem Microsoftu jest stworzenie prototypu tolerującego błędy (FTP), bazującego na pojedynczym kubicie tetronowym. Jeśli projekt odniesie sukces, może stać się pierwszym na świecie skalowalnym komputerem kwantowym odpornym na błędy. Wiemy też, że w kolejnych latach Microsoft planuje opracowanie pełnowymiarowego komputera kwantowego z milionem kubitów, który może zapoczątkować nową erę obliczeń.