Majorana 1: Fenomena Quantum

Gambar chip Microsoft Majorana 1. | Kredit Foto: Microsoft

Awal pekan ini, Microsoft telah mengumumkan chip kuantum baru yang disebut Majorana 1. Menurut siaran pers, terdiri dari empat aroma yang terbuat dari “keadaan materi baru”.

Kwitansi adalah bit kuantum pendek – untuk unit operasi utama pada kuantum, seperti bit klasik di komputer biasa. Satu kutipan berarti lebih banyak informasi daripada satu bit. Komputer kuantum meningkatkan manfaat dari kemampuan ini dengan menggunakan fenomena kuantum seperti superposisi dan terjerat untuk memecahkan masalah matematika yang kompleks kurang dari mungkin komputer reguler yang paling kuat.

Komputer kuantum bervariasi tergantung pada pilihan mereka. Misalnya, chip Google Willow menggunakan sirkuit kecil yang meniru sifat -sifat atom dalam keadaan kuantum. Microsoft mengatakan chip baru menggunakan partikel utama, subatomik kasar, yang diyakini dalam bahan yang disebut superkonduktor topologi. Partikel -partikel ini memiliki sifat tidak biasa yang, fisikawan, percaya bahwa dapat digunakan untuk membuat blok yang lebih sedikit kesalahan daripada desain Google dan IBM.

“Penerimaan topologi dapat menang jika hanya ketika mereka menjadi jauh lebih dapat diandalkan, bahwa mereka melompat pandangan mereka sebelumnya …”, tulis di blognya University of Texas, Profesor Austin Scott Aaronson. “Apakah ini akan terjadi masih merupakan pertanyaan terbuka untuk menjadi sangat lembut.”

Primer Fisika

Jika Anda mendinginkan uap air, itu akan menjadi air dan kemudian es. Jika Anda terus menurunkan suhu ke nol yang hampir absolut, sistem akan memiliki energi termal minimal, memungkinkan Anda untuk menunjukkan keadaan kuantum. Pada tahun 1970 -an, Michael Kosterlitz dan David Thouuless menemukan bahwa permukaan helium superfluida kadang -kadang mengembangkan angin puyuh mikroskopis yang bergerak berpasangan. Ketika mereka menaikkan suhu, angin puyuh menjauhkan diri dan bergerak bebas. Itu adalah jenis baru fase kuantum: atribut topologi objek berubah sebagai respons terhadap perubahan energi.

Topologi adalah karakteristik yang dipertahankan objek, penelitian ketika dideformasi secara konstan, misalnya, ketika diregangkan tetapi tidak rusak. Bahan topologi adalah bahan dengan keadaan yang dilindungi secara topologis: “Perlindungan” mendukung negara dengan kotoran yang stabil atau gangguan kecil. Misalnya, angin puyuh dalam ember air akan hilang ketika kehilangan energi kinetik. Tetapi vortex helium superfluida dilindungi secara topologi. Dengan kondisi internal yang tepat, mereka akan terus berputar. Hanya fisika kuantum yang memungkinkan ini.

Demikian pula, superkonduktor topologis adalah bahan yang kemampuannya untuk melakukan arus listrik tanpa resistensi dilindungi secara topologi. Tanda tangan superkonduktor topologi adalah kemampuannya untuk menerima partikel utama. Bahan -bahan ini tidak ditemukan di alam. Sebaliknya, para ilmuwan sedang rekayasa di laboratorium bahwa mereka memiliki kombinasi sifat internal yang memungkinkan partikel Majorana ada. Microsoft dilaporkan menggunakan indio arsenide dengan aluminium.

Ketegangan utama

Namun, para ahli independen dari laporan itu bertanya apakah chip baru itu benar -benar memiliki partikel Majorana. Banyak upaya sebelumnya, termasuk beberapa microsoft -backed, yang mengatakan partikel -partikel ini kemudian terdeteksi, inspeksi lebih lanjut dihapuskan.

Siaran pers Microsoft juga menyatakan bahwa dokumen yang diterbitkan oleh Nature menyatakan “meninjau konfirmasi” bahwa timnya telah mengembangkan partikel -partikel Majorana untuk digunakan sebagai qubit, tetapi tim yang sama di atas kertas mengatakan bahwa karyanya tidak diuji atau partikel itu sebenarnya utama adalah utama . Peneliti Microsoft Chetan Nayak kemudian menjelaskan di blog Mr Aaronson bahwa tim pada tahun 2024. Berbaris Makalah yang diserahkan kepada Nature dan bahwa anggota tim “terus membuat kemajuan di tahun intervensi”.

Kontradiksi masih sesuai dengan kepercayaan pada klaim Microsoft, karena pindah dari kertas, yang menggambarkan pekerjaan yang lebih lama kepada pers dan membuat klaim baru. Ini adalah masalah yang akrab: Ketika sektor swasta melakukan penelitian paling canggih, kebutuhannya untuk melindungi IP dapat mencegahnya berbagi semua informasi yang diperlukan untuk mengkonfirmasi validitas pernyataan, jika itu benar, komunitas riset, persetujuannya adalah persetujuan.

Saat ini, pendapat ilmiah dari dugaan keahlian Majorana 1 tidak setara, tetapi juga biasanya skeptis. Jadi Microsoft memiliki banyak hal untuk mendapatkan atau kalah, menunjukkan chip di tempat kerja, tetapi tindakannya mungkin meninggalkannya dengan sedikit pilihan.