Анонсированный Microsoft чип Majorana 1 основан на новом принципе хранения информации, который раньше нигде не применялся. Физически чип представляет собой два небольших кристалла на печатной плате в металлической рамке золотого цвета. Возможно, это золото и есть. Смотрится красиво — фотографы Microsoft постарались. Вся конструкция по размеру чуть больше ладони.
Внутри реализованы восемь кубитов нового типа, в которых используются квазичастицы, близкие по свойствам к так называемым фермионам Майораны. Отсюда, вероятно, и название чипа. Само существование этих частиц было впервые предсказано итальянским физиком Этторе Майораной еще в 1937 году. Однако ученые так и не смогли получить экспериментальных доказательств их существования.
Идею квантового компьютера на основе фермионов Майораны разработал в 90-х годах прошлого века советский и российский физик Алексей Китаев, который впоследствии эмигрировал в США и работал в Microsoft Research, сейчас он профессор Калифорнийского технологического института.
О значении нового чипа для квантовых вычислений рассуждает руководитель кластера «Квантум парк» МГТУ имени Баумана и Всероссийского НИИ автоматики имени Духова Илья Родионов:
Илья Родионов руководитель кластера «Квантум парк» МГТУ имени Баумана и Всероссийского НИИ автоматики имени Духова «Это действительно новое технологическое слово в этой области, и это квантовые процессоры, построенные на новых типах материалов. В компании пока продемонстрировали, что на этом типе материалов можно сделать кубиты — вычислительные ячейки для квантовых процессоров. Предсказаны были эти типы кубитов уже довольно давно, и это первая экспериментальная демонстрация. Действительно, использована очень сложная технология, показан новый, еще один тип квантовых процессоров. Пока заявления компании о существенных возможностях масштабирования экспериментально не подтверждены».
У нового типа кубитов, которые используются в Majorana 1, есть одно важное преимущество: масштабируемость. По крайней мере, так утверждают в Microsoft. Сейчас компания смогла реализовать 8 кубитов в своем чипе, к 2030 году планирует увеличить их число до нескольких сотен, а затем выпустить чип с миллионами кубитов, причем на это, предположительно, потребуются годы, а не десятилетия. И вот тогда квантовый компьютер на базе такого чипа сможет решать задачи, которые не под силу всем имеющимся сегодня на планете обычным компьютерам.
Все это хорошо, но надо дождаться реализации этих планов. Продолжает руководитель направления информационной безопасности Московской школы управления «Сколково» Алексей Гермогенов:
Алексей Гермогенов руководитель направления информационной безопасности Московской школы управления «Сколково» «Я думаю, что мы приблизились к квантовым вычислениям, но это не фундаментальный скачок. Пока перспективы развития сохраняются такими же, практическое применение можно будет увидеть в течение десяти лет. Это технологии, которые скорее применяются в научной среде для того, чтобы значительно ускорить определенные вычисления и моделирование во всех сферах, где обрабатываются большие массивы данных: материаловедение, экология, изучение природы, сейсмология, биология. Безусловно, какие-то математические исследования, в том числе и физические».
Microsoft приводит примеры глобальных задач и проблем, которые поможет решить квантовый компьютер на основе ее новой технологии. Среди них — очистка планеты от пластика и разработка самовосстанавливающихся материалов для строительства. Звучит фантастично, но кто знает, может, через несколько десятков лет это станет реальностью.