Microsoft svelato Il suo chip Majorana 1 di mercoledì, sostenendo che dimostra che il calcolo quantistico è “anni, non decenni” lontano dall’applicazione pratica, allineandosi con previsioni simili da Google e IBM in merito ai progressi nella tecnologia informatica.
Microsoft svela il chip Majorana 1 per il calcolo pratico quantistico
Il calcolo quantistico promette di eseguire calcoli che richiederebbero sistemi classici milioni di anni, rivoluzionando potenzialmente campi come medicina e chimica. Tuttavia, rappresenta anche una minaccia per gli attuali sistemi di sicurezza informatica, basandosi sul lungo tempo richiesto per i computer classici per rompere i metodi di crittografia.
Un ostacolo significativo nel calcolo quantistico è la gestione dei qubit, le unità fondamentali delle informazioni quantistiche, che sono veloci ma difficili da controllare e soggette a errori. Microsoft afferma che il chip Majorana 1 è meno suscettibile agli errori rispetto ai concorrenti e cita un documento imminente sul diario Natura come prova.
La sequenza temporale per la disponibilità di utili computer quantistici è soggetta a dibattito nel settore tecnologico. Il CEO di Nvidia Jensen Huang di recente dichiarato Che la tecnologia è a due decenni dal superamento dei chip della sua azienda, che sono parte integrante dell’intelligenza artificiale. Al contrario, Google ha affermato che le applicazioni commerciali per il calcolo quantistico si trovano solo cinque anni in anticipo, mentre IBM prevede che i computer quantistici su larga scala saranno operativi entro il 2033.
Sviluppato per quasi due decenni, il chip Majarana 1 utilizza una particella subatomica nota come Majorana Fermion, teorizzata negli anni ’30, che possiede caratteristiche che potrebbero renderlo meno soggetto a errori. Microsoft ha progettato il chip utilizzando Arsenide e alluminio indio, impiegando un nanofilo superconduttore per monitorare le particelle, con apparecchiature di elaborazione standard per il controllo.
Sebbene il chip Majorana 1 abbia meno qubit rispetto alle offerte rivali di Google e IBM, Microsoft ritiene che i suoi chip richiederanno meno qubit a causa di tassi di errore più bassi. Non è stata fornita alcuna linea temporale specifica per il ridimensionamento per creare computer quantistici più potenti, ma la società sostiene che i progressi sono all’orizzonte.
Jason Zander, vicepresidente esecutivo di Microsoft che supervisionava le iniziative strategiche a lungo termine, ha descritto Majorana 1 come uno sforzo “ad alto rischio, ad alto ricompensa” fabbricato in Microsoft Labs situato nello stato di Washington e in Danimarca. “La parte più difficile è stata risolvere la fisica. Non esiste un libro di testo per questo, e abbiamo dovuto inventarlo “, ha detto Zander in un’intervista con Reuters.
Il fisico di Harvard Philip Kim, che non era coinvolto nella ricerca, si riferiva alle Fermioni di Majorana come un argomento significativo tra i fisici e ritenuto il lavoro di Microsoft come uno “sviluppo entusiasmante” che posiziona l’azienda in prima linea nella ricerca quantistica. Ha notato la natura promettente dell’approccio ibrido di Microsoft che combina semiconduttori tradizionali e superconduttori esotici per chip potenzialmente scalabili.
I ricercatori di Microsoft hanno riferito di aver creato un nuovo stato di materia chiamato “qubit topologico”, che potrebbe essere sfruttato per affrontare sfide matematiche, scientifiche e tecnologiche complesse. Questo sviluppo colloca Microsoft in un panorama competitivo, suggerendo un’evoluzione nelle attività tecnologiche oltre l’intelligenza artificiale.
La concorrenza si è intensificata a dicembre quando Google ha dimostrato il suo computer quantistico sperimentale completando un calcolo in cinque minuti, che richiederebbe i supercomputer tradizionali 10 anni di setti da risolvere. Microsoft intende migliorare la sua tecnologia quantistica potenzialmente superando i metodi di Google incorporando qubit topologici all’interno di un chip che combina i vantaggi di semiconduttori e superconduttori classici.
A temperature estremamente basse, il chip mostra un comportamento unico che Microsoft ritiene consentirà soluzioni a sfide irraggiungibili dai sistemi classici. La società afferma che la sua tecnologia è meno volatile rispetto ad altre tecnologie quantistiche, migliorando la fattibilità dell’utilizzo di questo potere.
Nonostante lo scetticismo da parte di alcuni accademici per quanto riguarda la fattibilità dei progressi di Microsoft, la tecnologia discussa in un documento di ricerca pubblicato su Nature mercoledì spinge gli sforzi che potrebbero avere un impatto significativo sui paesaggi tecnologici. I progressi possono avere implicazioni più ampie, inclusa la capacità di compromettere la crittografia che garantisce la sicurezza nazionale.
Mentre gli Stati Uniti stanno avanzando il calcolo quantistico principalmente attraverso importanti società come Microsoft, secondo quanto riferito la Cina investe $ 15,2 miliardi nella tecnologia, insieme all’impegno dell’Unione europea di $ 7,2 miliardi.
Il calcolo quantistico, radicato in decenni di ricerca sulla meccanica quantistica, è ancora nella fase sperimentale. Tuttavia, i recenti progressi di Microsoft, Google e altri giocatori potrebbero presto consentire al campo di soddisfare il suo potenziale previsto.
Comprendere come il calcolo quantistico differisce dal calcolo tradizionale implica il riconoscimento che i computer classici utilizzano bit per archiviare ed elaborare le informazioni in forma binaria (1 o 0). Al contrario, i computer quantistici manipolano le qubit, che possono rappresentare una combinazione di 1 e 0 contemporaneamente. Questa proprietà consente a un computer quantistico di contenere una quantità molto maggiore di informazioni all’aumentare del numero di qubit.
Mentre numerose aziende, tra cui Google, utilizzano principalmente i superconduttori per creare qubit mediante raffreddamento dei metalli a basse temperature, Microsoft è focalizzata su un approccio ibrido che unisce semiconduttori e superconduttori, provenienti da principi concettualizzati dal fisico Alexei Kitaev nel 1997.
Il progetto di Microsoft, iniziato nei primi anni 2000, è la sua iniziativa di ricerca più lunga, con un impegno di tutti e tre i suoi amministratori delegati, tra cui l’attuale CEO Satya Nadella. La società ha sviluppato un dispositivo composto da arsenide indio e alluminio; Se raffreddato a circa 400 gradi al di sotto dello zero, mostra comportamenti che possono confermare la vitalità del calcolo quantistico.
Philip Kim descritto La creazione come significativa, affermando che i qubit topologici potrebbero spingere il campo in avanti. Tuttavia, Jason Alicea, professore teorico di fisica, ha suggerito che rimaneva incertezza sulla realizzazione di un vero qubit topologico e ha chiesto la verifica delle affermazioni, sottolineando che il progetto promette di futuri progressi nella tecnologia quantistica.
Attualmente, Microsoft ha riferito di costruire solo otto qubit topologici che non sono ancora calibrati per calcoli significativi ma sono considerati un passo cruciale per raggiungere un calcolo quantico più potente. Nonostante la tecnologia che affronti problemi con errori, gli scienziati stanno esplorando metodi per migliorare l’accuratezza e le prestazioni.
Come ha dimostrato Google nei suoi esperimenti, l’aumento del numero di qubit riduce significativamente gli errori attraverso tecniche matematiche avanzate, che possono diventare più efficaci per Microsoft se si perfezionano i qubit topologici, offrendo potenzialmente un approccio di correzione degli errori meno complicato.
Sebbene i qubit possano contenere più valori contemporaneamente, affrontano la sfida della decoerenza quando vengono recuperate le informazioni, crollando in un bit convenzionale. I ricercatori devono affrontare come mantenere l’integrità dei sistemi basati su qubit durante il funzionamento. Microsoft ritiene che le proprietà uniche dei qubit topologici possano risolvere questa sfida, dove rimarrebbero stabili quando si accede alle informazioni.
Credito immagine in primo piano: Microsoft
