Спустя всего месяц после громкого анонса квантового процессора Willow от компании Google, другой технологический гигант Microsoft заявил о готовности собственного прорывного решения – чипа Majorana 1. Ключевой особенностью разработки Microsoft является применение топологического сверхпроводника – инновационного материала, призванного радикально повысить надежность и возможности масштабирования кубитов, фундаментальных элементов квантовых вычислений.

Как отметил ведущий технический специалист Microsoft Четан Наяк, отправной точкой для разработки Majorana 1 стал принципиально новый подход: "Мы решили переосмыслить саму концепцию транзистора для квантовой эры, задавшись вопросом, какими качествами он должен обладать в новых условиях". Именно такой фундаментальный подход, а также уникальное сочетание свойств и высочайшее качество материалов в основе новой архитектуры, по словам Наяка, позволили создать кубиты принципиально нового типа и, как следствие, совершить качественный скачок в развитии квантовых вычислений.

В отличие от классических компьютеров, квантовые системы подвержены гораздо большему количеству ошибок из-за вероятностной природы квантовых измерений. Причем проблема ошибок экспоненциально усугубляется с ростом числа кубитов на чипе. Google в своем процессоре Willow попыталась решить эту проблему путем внедрения передовой системы коррекции ошибок в реальном времени. Microsoft же пошла иным путем, сделав ставку на аппаратную устойчивость к ошибкам. Иными словами, Majorana 1 изначально спроектирован так, чтобы минимизировать возникновение ошибок на самом фундаментальном уровне – уровне физической реализации кубитов.

Инновационность подхода Microsoft заключается в использовании топологического сверхпроводника – материала, который, по утверждению компании, позволяет реализовать принципиально новое, топологическое состояние материи, отличное от привычных твердых тел, жидкостей и газов. Для достижения этого прорыва инженерам Microsoft пришлось разработать с нуля и поатомно создать уникальную "стопку" материалов на основе арсенида индия и алюминия, большая часть технологических решений в которой является собственными разработками компании. Топологические сверхпроводники обладают уникальным свойством – они способны защищать квантовую информацию от внешних возмущений благодаря особым топологическим свойствам.

На данный момент прототип Majorana 1 содержит 8 кубитов. И хотя это пока скромный показатель, особенно на фоне заявленных 105+ кубитов в чипе Willow от Google, Microsoft уверена в потенциале масштабирования своей архитектуры. В долгосрочной перспективе компания нацелена на создание коммерчески жизнеспособных квантовых компьютеров с миллионами кубитов.

Важно отметить, что в ближайшее время не стоит ожидать появления Majorana 1 в продаже. Несмотря на заявленную коммерческую ориентацию проекта, Microsoft сосредоточена на увеличении плотности кубитов на чипе. Как заявил исполнительный вице-президент Microsoft Джейсон Зандер в интервью CNBC, компания ставит целью достижение "нескольких сотен кубитов" прежде чем переходить к разговорам о коммерческой надежности и доступности технологии. Миллион кубитов – это амбициозный ориентир для практического применения квантовых вычислений, но, по мнению Microsoft, эта цель вполне достижима в обозримом будущем – в течение нескольких лет. Такой оптимизм, подкрепленный технологическим прорывом Majorana 1, открывает захватывающие перспективы для развития квантовых технологий.