Автор: В области высоких технологий снова совершен прорыв, который изменит мир! Компания Microsoft разработала квантовый чип Majorana 1, на создание которого ученым потребовалось 20 лет.
Majorana 1
Содержание
Что такое топологическое состояние материи?
В новом чипе используется материя, которая находится в топологическом состоянии. Это состояние является чем-то совершенно иным по сравнению с твердом, жидким или газообразным состоянием материи.
Суперкомпьютеры нового поколения
При помощи нового чипа человечество сможет создать суперкомпьютер, который будет способен решить задачи, на выполнение которых у обычных компьютеров ушли бы тысячи лет.
Звучит просто бомбически, но немного сложно. Давайте попробуем разобраться в этом и понять, что происходит. Скоро Microsoft создаст компьютер, который мощнее всего в мире.
Как работает квантовый компьютер
Если говорить коротко, то квантовый компьютер — это устройство, которое для обработки данных использует принципы квантовой физики. Безусловно, это очень сложная тема, но вы зашли по адресу, потому что принцип работы квантового компьютера можно объяснить простыми словами.
Задачу, которую стандартный компьютер решает за неделю, суперкомпьютер может решить за секунду.
Обычные компьютеры, которыми мы пользуемся, работают с битами, которые могут находиться либо в состоянии 0, либо в состоянии 1. Квантовые компьютеры вместо этого используют кубиты – уникальные частицы, которые помимо состояний 0 и 1 могут находиться в обеих этих состояниях одновременно. Это явление известно как суперпозиция и делает квантовые компьютеры невообразимо мощными устройствами.
В то время как обычные компьютеры выполняют задачи поочередно, благодаря существованию суперпозиции квантовые системы могут выполнять множество задач одновременно.
ЕЩЕ ПРОЩЕ: представьте, что обычный компьютер – это человек, который ищет выход из лабиринта, проверяя все вероятные пути по очереди. Если так, то квантовый компьютер – это супер-человек, который проверяет все пути сразу.
Что такое квантовый процессор
Главным элементом любого квантового компьютера является квантовый чип. Он значительно отличается от процессоров в наших компьютерных системах.
Квантовые процессоры изготовлены из особых материалов, которые позволяют управлять кубитами – упомянутыми выше частицами, предназначенными для квантовых вычислений. В зависимости от технологии производства, квантовые чипы могут основываться на:
- сверхпроводниках (используются ниобий и алюминий),
- ионах (где работают заряженные атомы в магнитных ловушках),
- кремнии (который в некотором роде схож с обычными процессорами),
- фотонах (принимается во внимание работа со световыми частицами),
- алмазах (которые имеют дефекты внутри кристаллов, способные хранить информацию).
Сверхпроводники — это материалы, способные проводить электрический ток без сопротивления.
Главная задача квантового чипа – создать идеальные условия, в которых кубиты смогут функционировать без посторонних помех. Например, сверхпроводниковые чипы охлаждают до температур, близких к абсолютному нулю, а ионные ловушки удерживают частицы с помощью лазеров.
Новый квантовый чип от Microsoft
Квантовые компьютеры существуют уже давно — самый первый был создан в далеком 1998 году. Среди самых известных квантовых компьютеров можно отметить Sycamore от Google, Quantum System One от IBM и китайский Jiuzhang. Однако то, что в 2025 году представила компания Microsoft, поистине впечатляет.
Квантовый компьютер IBM Quantum System One
Согласно блогу Microsoft, инженерам удалось создать квантовый чип Majorana 1. Он превосходит все остальные квантовые компьютеры благодаря использованию топокондуктора — уникального материала, который создает наиболее надежные кубиты для вычислений. Если говорить коротко, в то время как остальные квантовые компьютеры полагаются на сверхпроводники и фотоны, в чипе от Microsoft применяется топокондуктор.
Размер квантового чипа Microsoft — самый маленький среди конкурентов.
Сегодня все существующие квантовые системы обладают одним значительным недостатком — создаваемые ими кубиты чувствительны к внешним воздействиям, что приводит к сбоям и ошибкам в вычислениях. Однако в чипе Microsoft Majorana 1 данная проблема решена, поскольку топокондуктор создает особое квантовое состояние, защищающее кубиты от сбоев.
Ключевые моменты о чипе Majorana 1
- Использование топокондуктора для надежных кубитов.
- Отсутствие чувствительности кубитов к внешним воздействиям.
- Самый малый размер среди конкурентных чипов.
Самый мощный квантовый компьютер
В будущем, при помощи процессора Majorana 1, компания Microsoft сможет создать самый мощный квантовый компьютер. Ранее я упоминал о квантовом компьютере Sycamore от Google — он состоит из 54 кубитов. Это общая проблема всех современных квантовых систем — они не могут содержать больше нескольких десятков кубитов, и это представляет собой значительное ограничение.
Квантовый чип Google Sycamore
По словам представителей Microsoft, на чипе Majorana 1 размером с ладонь можно будет уместить миллион кубитов. Такой суперкомпьютер сможет решать задачи со скоростью, которую мы даже не можем представить. Задачи, над которыми современные компьютеры с квантовыми чипами работали бы тысячи лет, суперкомпьютер Microsoft сможет решать в десятки или даже сотни раз быстрее.
Кажется, так выглядит решение всех проблем человечества. Majorana 1.
Когда именно будет создан суперкомпьютер Microsoft, пока неизвестно. Однако представители компании утверждают, что ждать придется не десятки лет, а всего лишь несколько — поэтому грандиозные изменения в мире уже близки.
Сложно даже поверить, какие задачи можно будет решить при помощи самого мощного компьютера: разработка лекарств от самых опасных болезней, поиск внеземной жизни и множество других открытий.
Важно отметить, что квантовые компьютеры пока не заменят привычные устройства. Они подходят для сложных расчетов, однако для повседневных задач, таких как просмотр фильмов или работа в интернете, классические компьютеры остаются более предпочтительными.