Компания Microsoft заявляет, что ее новый квантовый чип значительно надежнее предыдущей версии, что открывает путь к созданию квантового компьютера, способного решать коммерчески полезные задачи в течение трех лет.
В основе квантовых вычислений лежат кубиты, которые обещают ответить на вопросы, недоступные для современных машин, но которые, как известно, крайне хрупки и нестабильны.
Компания Microsoft заявляет, что кубиты на новом чипе Majorana 2 работают в среднем 20 секунд, а не миллисекунды, как на Majorana 1.
Это означает, что новый чип в 1000 раз надежнее — улучшение производительности, которое технологический гигант сравнивает с разницей между телефоном, который нужно заряжать каждый день, и телефоном, который нужно заряжать раз в несколько лет.
«В 2029 году у нас будет квантовая машина, способная решать коммерчески жизнеспособные и реалистичные задачи», — заявил Зульфи Алам, корпоративный вице-президент Microsoft Quantum.
Для этого все равно потребуются огромные дальнейшие усовершенствования, поскольку такое устройство потребует миллионов кубитов — по словам Алама, в нынешнем чипе их 12.
Оценить претензии фирмы сложно, поскольку она не раскрывает все подробности своих открытий публично, ссылаясь на коммерческую тайну.
В мире развернулась настоящая гонка за разработкой этой технологии, учитывая ее потенциал в решении задач, которые в настоящее время считаются слишком сложными даже для самых мощных традиционных компьютеров.
Компания Microsoft потратила 20 лет на разработку подхода к квантовым вычислениям, известного как «топологический».
Подход компании к этому основан на использовании свойств так называемой квазичастицы, которая существовала только в теории с тех пор, как была впервые предсказана в 1930-х годах итальянским физиком Этторе Майораной.
Для этого необходимо было использовать новое состояние вещества, отличное от трех привычных состояний: жидкости, твердого вещества и газа.
Пол Стивенсон, профессор физики из Университета Суррея, заявил, что представленный технологическим гигантом график звучит правдоподобно, если его исследования подтвердят заявленные результаты.
«Похоже, Microsoft совершила прорыв в своей попытке создать жизнеспособные топологические кубиты», — сказал он.
«Если им это удастся, они превратятся из игрока, не имеющего в производстве квантовых компьютеров, в серьезного участника гонки за создание следующего поколения отказоустойчивых машин».
Фальстарт
Ориентация Microsoft на топологические кубиты порой вызывала споры.
Организация была вынуждена отозвать статью, опубликованную в журнале Nature в 2018 году, в которой утверждалось, что были найдены доказательства существования Майораны.
Но компания продолжала работать над этим, и ее первый чип Majorana был выпущен в 2025 году.
Однако Microsoft столкнулась со значительным скептицизмом, в том числе и в отношении своих заявлений о Майоране, со стороны неубежденных экспертов.
Генри Легг, физик из Сент-Эндрюсского университета, заявил тогда Би-би-си, что, по его мнению, квантовые исследования Microsoft «неуклонно отошли от науки и вошли в область веры».
Сегодня Джейсон Зандер, исполнительный вице-президент Microsoft Quantum and Discovery, заявил: «Мы полностью поддерживаем это».
«Мы действительно стремимся к научной строгости. Мы приветствуем дискуссии, которые всегда были частью физики… Главное, что я бы посоветовал людям, — читайте научные статьи и смотрите, что там написано, поговорите с экспертами, которым мы предоставили ценную информацию».
Microsoft участвует в заключительном этапе программы разработки квантовых технологий, проводимой американским агентством оборонных исследований DARPA, которая направлена на «проверку и подтверждение концепции квантового компьютера промышленного масштаба», и заявляет, что предоставила агентству все свои данные и результаты работы, включая коммерчески конфиденциальную информацию, для оценки.
Однако опубликованная одновременно с этим заявлением статья не прошла рецензирование — процесс, в рамках которого ее изучают независимые эксперты, — и ученые, с которыми беседовала BBC, хотели получить больше информации.
Второе поколение чипа Майораны основано на тех же принципах, что и первое, но более эффективно отчасти потому, что ученые заменили алюминий свинцом в качестве сверхпроводника.
Хотя команда использует ИИ для улучшения и ускорения своей работы, Зандер сказал, что идея изменения материалов пришла в голову ученым-людям.
Проблема кубита
Предполагаемые Microsoft сроки разработки квантовых компьютеров позволяют предположить, что на их решение проблем, на которые могут уйти десятилетия, например, на борьбу с микропластиком или создание более эффективных удобрений для производства продуктов питания, могут возникнуть проблемы.
Зандер сказал, что видит потенциал для использования человека, искусственного интеллекта и квантовых компьютеров.
«Если посмотреть на удаление вечных химикатов, избавление от микропластика и тому подобное, то традиционно на решение этих проблем нам требуется 15, 20, 30 лет, что очень долго», — сказал он.
«Мы хотим максимально сократить этот временной цикл, поэтому возможность того, чтобы люди с помощью ИИ двигались быстрее и сжимали этот временной промежуток, я считаю, это действительно здорово».
«Таким образом, речь идёт не об уничтожении людей, а о предоставлении людям инструментов, которые помогут им ускорить этот процесс, и я думаю, это действительно поможет обществу».
Однако этому процессу препятствует фундаментальная сложность квантовых вычислений.
Кубиты чрезвычайно хрупки, и даже мельчайшие изменения температуры или небольшая вибрация могут повлиять на них и вызвать ошибки.
Обеспечение их более длительной работы — серьёзная задача для всей квантовой индустрии.
Квантовые машины находятся на начальной стадии развития, и хотя многие компании соревняются в создании масштабируемых компьютеров, пока никому это не удалось.
Некоторые также считают, что мы, возможно, слишком рано списали со счетов современные компьютеры.
«Мы не знаем, каков предел возможностей [классических компьютеров]», — заявил недавно сэр Демис Хассабис, сооснователь Google Deepmind, автору Себастьяну Маллаби в книге «Бесконечный разум».