Majorana 1. Kredit: Microsoft.

Společnost Microsoft se blýskla zajímavým průlomem v technologiích kvantových výpočtů, když představila svůj první kvantový čip Majorana 1. Měl by být prvním, který využívá „topologické qubity.“

Je to procesor velikosti dlaně, který obsahuje celkem 8 zmíněných qubitů. Tyto qubity jsou z nového typu materiálu, označovaného jako „topovodiče“ (topoconductor). Velikost jednoho takového qubitu je asi setina milimetru. Pracují rychle a jsou ovládány digitálně. Lze s nimi pracovat jednodušeji než s klasickými qubity.

Prozatím 8 topologických qubitů. Kredit: Microsoft.

Podle Microsoftu lze tento procesor rozšířit tak, že tam takových qubitů bude milion. Očividně si na to brousí drápy. V takovém případě lze podle nich očekávat, že kvantový počítač bude fungovat spolehlivě, čili že bude provádět dostatečné korekce chyb na to, aby mohl řešit skutečné problémy, které přesahují výpočetní možnosti dnešních počítačů.

Mohlo by jít o simulace chování složitých molekul v rámci vývoje léků, optimalizování rozmanitých chemických reakcí, například při výrobě hnojiv, která značně zatěžuje produkci skleníkových plynů, výzkum nových materiálů, třeba pro baterie či solární články, nebo také komplexní finanční analýzy pro makroekonomické aplikace.

Logo. Kredit: Microsoft.

Jak vypadají „topovodiče?“ Tvoří je arzenid india jako polovodič a hliník jako supravodič, jsou zmrazené blízko k absolutní nule a působí na ně magnetická pole. V důsledku toho všeho vzniká stav známý jako topologická supravodivost. Na koncích topologicky supravodivých nanodrátků z topovodičů by měly vznikat kvazičástice majoranové nulové módy (MZM, Majorana Zero Mode), které jsou stavebními kameny qubitů v procesoru Majorana 1.

Kvazičástice MZM uchovávají kvantovou informaci a sdílejí elektron. Díky své konstrukci jsou odolné vůči vnějším vlivům a chrání kvantovou informaci, čímž umožňují stabilní provoz kvantového procesoru. Kvantový závod nabírá na obrátkách ještě víc.

Video: Majorana 1 Explained: The Path to a Million Qubits

Literatura

New Atlas 20. 2. 2025.