Создав новое состояние материи, инженеры Microsoft обеспечили уникальность своего квантового компьютера.

Все зациклены на гонке за доминированием искусственного интеллекта. Однако мало кто серьёзно относится к стремлению к квантовому превосходству. Им не следует упускать это из виду, особенно потому, что Microsoft только что совершила, по их словам, значительный прорыв в стремлении стать лидером революции в области квантовых вычислений.

Квантовый чип Microsoft “Majorana 1”

Он называется «Майорана 1», и Microsoft утверждает, что это первое в мире квантовое вычислительное устройство (QPU), работающее на так называемом топологическом ядре, которое рассчитано на миллион кубитов на одном чипе. И этот чип, который Microsoft называет «топопроводником», может поместиться на ладони.

Устройство «Майорана 1» получило своё название от «нулевых мод Майораны» (НММ). НММ — это уникальная квантовая частица, которая существует на границах определённых материалов (например, из которых состоит «Майорана 1»). Для работы они должны находиться в состоянии абсолютного нуля. Более того, они позволяют быстро решать очень сложные задачи с очень низким процентом ошибок.

Это ключевой аспект квантовых вычислений, который люди, похоже, не понимают. Это скорость обработки данных. Квантовые компьютеры могут очень быстро решать очень сложные задачи. В частности, они могут решать сложные задачи, которые традиционные суперкомпьютеры либо не могут решить, либо на решение которых уходит слишком много времени.

Понимание физики

Квантовые компьютеры работают на совершенно ином уровне физики, чем обычные компьютеры.

Классические компьютеры работают с двоичными битами. Квантовый компьютер, однако, работает с «квантовыми битами» (или «кубитами»). В то время как двоичные биты могут быть либо единицей, либо нулём, кубит может существовать в нескольких состояниях. Другими словами, ноль и единица могут существовать либо по отдельности, как единица или ноль, либо — и здесь для большинства людей всё становится странным — ноль или единица могут существовать одновременно.

Именно здесь вы начинаете видеть людей, которые в «Шоу Джо Рогана» говорят о квантовых вычислениях как о воротах в другие вселенные. Это связано с тем, что для быстрого решения сложной задачи, с которой сталкивается квантовый компьютер, он, по сути, рассматривает все возможные варианты, а затем ищет решение, основанное на наиболее вероятном результате.

И вот тут учёным, работающим над квантовыми компьютерами, приходится несладко. Обычно квантовые компьютеры имеют высокий процент ошибок.

Команда Microsoft, разработавшая Majorana 1, утверждает, что они создали устройство с надёжным «квантовым исправлением ошибок» (QEC). По сути, Microsoft утверждает, что они создали отказоустойчивый квантовый компьютер.Отказоустойчивость является ключевым фактором.

Майорана-1 может продолжать работать точно, даже если время от времени будут возникать ошибки в кубитах и логических элементах. Один из способов, с помощью которого Microsoft обеспечила относительно низкий уровень QEC (около одного процента ошибок, который, по мнению инженеров, со временем можно снизить), — это цифровое управление, которое позволяет инженерам-компьютерщикам «управлять большим количеством кубитов, необходимых для реальных приложений».

Низкая Частота ошибок

Microsoft утверждает, что достигла топопроводящей сверхпроводимости, а это значит, что они создали совершенно новый класс материалов, который отличает Majorana-1 от других квантовых компьютеров. Этот новый материал позволяет Microsoft использовать в своём квантовом компьютере маленький и очень быстрый кубит с цифровым управлением.

Создав новое состояние материи, инженеры Microsoft обеспечили уникальность своего квантового компьютера. Это, в свою очередь, вероятно, означает, что Microsoft (по крайней мере, на данный момент) обладает квантовым превосходством над своими конкурентами.

Квантовый чип Microsoft: технологический прорыв

Квантовые вычисления внезапно оказались в центре внимания. Вероятно, это связано с тем, что технологический сектор всё больше сосредоточен на разработке искусственного интеллекта. Для эффективной работы ИИ требуются огромные объёмы энергии, данных и производительности. Квантовые компьютеры обеспечат ИИ производительностью, необходимой для того, чтобы он стал по-настоящему доминирующим, если инженеры смогут сделать квантовые вычисления жизнеспособными и масштабируемыми. Похоже, что Microsoft сделала первый шаг в этом направлении.

Конечно, есть и недоброжелатели. Некоторые эксперты утверждают, что это всё hype — не только то, что говорит Microsoft, но и то, что многие из этих компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, заявляют о своих достижениях в области исследований и разработок.

Роль DARPA

Тот факт, что программа Microsoft была «частью заключительного этапа программы Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) «Малоизученные системы для квантовых компьютеров общего назначения» (US2QC)», о чём сообщила сама Microsoft, означает, что это не просто необоснованное заявление, призванное привлечь внимание к технологической компании.

В конце концов, DARPA — это группа, которая приложила руку к некоторым из самых значительных научных и технологических прорывов в стране (в первую очередь к интернету).

Наконец, не стоит упускать из виду роль DARPA из-за очевидных последствий (и сложностей) для национальной безопасности, которые создают квантовые вычисления. Примечательно, что современные методы шифрования могут быть легко взломаны квантовыми компьютерами, что недавно продемонстрировал китайский квантовый компьютер. Кроме того, в сочетании с искусственным интеллектом эффективный и масштабируемый квантовый компьютер может стать смертоносным оружием на поле боя в будущем.

Не забывайте также, что по мере роста популярности криптовалют некоторые аналитики по безопасности опасаются, что квантовые компьютеры могут взломать технологию блокчейна, лежащую в основе криптовалют.

Все эти разработки указывают не только на революцию в сфере ИИ, но и на сопутствующую ей революцию в сфере квантовых вычислений — то, что, по словам самой Microsoft, они возглавляют.

Итак, даже на фоне других революционных технологических достижений, появившихся в этом десятилетии, следите за развитием квантовых вычислений. Они появятся раньше, чем многие хотят признать.