Microsoft mówi, że stworzył nowy stan materii do zasilania komputera kwantowego

REDMOND (USA) – Każdy, kto oglądał klasę naukową trzeciej klasy, wie, że istnieją trzy podstawowe stany tematu: solidne, płynne i gazowe.

Teraz twierdzi, że stworzyła nowy stan materii w poszukiwaniu potężnej maszyny, zwanej komputerem kwantowym, który może przyspieszyć rozwój wszystkiego, od baterii po leki i sztuczną inteligencję.

W środę (19) naukowcy z Microsoft stwierdzili, że zbudowali tak zwaną „qubit topologiczny” oparty na tej nowej fazie fizycznej egzystencji, którą można wykorzystać do rozwiązywania problemów matematycznych, naukowych i technologicznych.

Wraz z tym rozwojem Microsoft podnosi zakłady na to, co ma być kolejnym ważnym wyścigiem technologicznym, oprócz obecnego sporu. Naukowcy realizują marzenie o komputerze kwantowym – maszynie, która może odkrywać dziwne i niezwykle silne zachowanie cząstek subatomowych lub bardzo zimnych obiektów – od lat 80.

Ciśnienie wzrosło w grudniu, kiedy zajęło tylko pięć minut, aby zakończyć obliczenia, których większość superkomputerów nie mogła zakończyć za 10 septilionów lat – dłużej niż wiek znanego wszechświata.

Technologia kwantowa Microsoft może przekroczyć metody rozwoju w Google. W ramach swoich badań firma zbudowała wiele quitów topologicznych w nowym typie układu komputerowego, który łączy siły półprzewodników, które zasilają klasyczne komputery z nadprzewodnikami, które są zwykle używane do budowy komputera kwantowego.

Kiedy taki układ jest zimny do bardzo niskich temperatur, zachowuje się niezwykłe i silnie, że Microsoft uważa, że ​​pozwoli one technologicznymi, matematykami i problemami naukowymi, których klasyczne maszyny nigdy nie osiągnęły. Firma powiedziała, że ​​technologia nie jest tak niestabilna jak inne technologie kwantowe, co ułatwia eksplorację jego mocy.

Pewne pytanie, czy Microsoft naprawdę osiągnął ten kamień milowy, a wielu wybitnych naukowców stwierdziło, że komputery kwantowe nie będą w pełni wykonywane przez dziesięciolecia. Ale naukowcy z Microsoft powiedzieli, że ich metody pomogą im wcześniej osiągnąć linię mety.

„Widzimy to jako coś, co jest już za lata, a nie dziesięciolecia” – powiedział Chetan Nayak, a Fellow Tech Microsoft, który prowadził zespół, który zbudował technologię.

Technologia Microsoft, która została szczegółowo opisana w artykule badawczym opublikowanym w The Scientific Journal Natura W środę daje nowy wzrost wyścigu, który może przekształcić technologiczną panoramę. Oprócz przyspieszania postępów w wielu dziedzinach technologicznych i naukowych komputer kwantowy może być wystarczająco potężny, aby przełamać szyfrowanie, które chroni tajemnice krajowe.

Wszelkie postępy będą miały konsekwencje geopolityczne. Nawet gdy eksplorują ich obliczenia kwantowe głównie przez korporacje, takie jak Microsoft i fala startupów, chiński rząd powiedział, że inwestuje 15,2 miliarda dolarów technologii. Unia Europejska zagroziła 7,2 miliarda dolarów.

Obliczenie kwantowe, oparte na dziesięcioleciach badań w rodzaju fizyki zwanej mechaniką kwantową, jest nadal technologią eksperymentalną. Ale po niedawnych postępach Microsoft, Google i innych naukowcy są przekonani, że technologia ostatecznie spełni swoją obietnicę.

„Computing kwantowy jest ekscytującą perspektywą fizyki i świata” – powiedział Frank Wilczek, fizyk teoretyk z Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Aby zrozumieć obliczenia kwantowe, pomaga wiedzieć, jak działa tradycyjny komputer. Smartfon, laptop lub komputer stołowy zależy od małych układów półprzewodnikowych, które są materiałami, które w niektórych sytuacjach przeprowadzają energię elektryczną, ale nie we wszystkich sytuacjach. Te chipy przechowują i przetwarzają, dodając je, mnożąc je i tak dalej. Wykonują te obliczenia poprzez manipulowanie „bitami” informacji. Każdy bit zawiera 1 lub 0.

Komputer kwantowy działa inaczej. Bit kwantowy lub qubit zależy od ciekawego zachowania cząstek subatomowych lub materiałów egzotycznych zimnych do bardzo niskich temperatur.

Gdy jest wyjątkowo mały lub wyjątkowo zimny, pojedynczy obiekt może zachowywać się jak dwa oddzielne obiekty jednocześnie. Korzystając z tego zachowania, naukowcy mogą zbudować qubit, który utrzymuje kombinację 1 i 0. Oznacza to, że dwa quibi mogą zachować cztery wartości jednocześnie. W miarę wzrostu liczby Qubits komputer kwantowy staje się wykładniczo silniejszy.

Firmy używają różnych technik do budowy tych maszyn. W Stanach Zjednoczonych większość, w tym Google, buduje quibi przy użyciu nadprzewodników, które są materiałami prowadzącymi energię elektryczną bez utraty energii, którą przesyłają. Tworzą te nadprzewodniki chłodzące metale do bardzo niskich temperatur.

Microsoft postawił na podejście, które przyjmuje niewiele innych: łączą półprzewodniki z nadprzewodnikami. Podstawowa zasada, z topologiczną nazwą, która zaproponowała po raz pierwszy w 1997 r. Przez Aleksiew Kitaev, rosyjskiego fizyka amerykańskiego.

Firma rozpoczęła pracę nad tym niezwykłym projektem na początku 2000 roku, kiedy wielu badaczy nie uważało, że taka technologia jest możliwa. Jest to najbardziej trwały projekt badawczy Microsoft.

„Jest to coś, co zakłada wszyscy trzej dyrektorzy generalni w tej firmie” – powiedział w wywiadzie CEO Microsoft. (Poprzedni dyrektorzy generalni firmy byli jednym z założycieli i, który wyreżyserował Microsoft na początku 2000 roku).

Firma utworzyła teraz jedno urządzenie, które jest częścią Indian Arsenieto (rodzaj półprzewodnika) i części aluminiowej (nadprzewodniczący o niskiej zawartości temperatury). Gdy zimno około 400 stopni poniżej zera, wyświetla rodzaj zachowań nadprzyrodzonych, które mogą umożliwić kwantowi komputery.

Philip Kim, profesor fizyki na Harvard University, powiedział, że nowe stworzenie Microsoftu jest znaczące, ponieważ quity topologiczne mogą przyspieszyć rozwój komputerów kwantowych. „Jeśli wszystko pójdzie dobrze, badania Microsoft mogą być rewolucyjne” – powiedział.

Ale Jason Alicea, profesor fizyki teoretycznej w California Institute of Technology, zastanawiał się, czy firma naprawdę zbudowała topologiczną qubit, mówiąc, że zachowanie systemów kwantowych jest często trudne do udowodnienia.

„Zasadniczo jest to możliwe, a ludzie zgadzają się, że jest to ważny cel” – powiedziała Alicea. „Musisz jednak sprawdzić, czy urządzenie zachowuje się we wszystkich magicznych sposobach, w jaki zapewnia teoria; W przeciwnym razie rzeczywistość może być mniej obiecująca do obliczeń kwantowych. Na szczęście Microsoft jest teraz przygotowany do wypróbowania.

C.2025 The New York Times Company