Microsoft twierdzi, że nowy chip kwantowy jest 1000 razy stabilniejszy. Czy to przełom, czy kontrowersja?

👁 118 przeczytań

Wyobraź sobie komputer, który w kilka minut rozwiązuje problemy, nad którymi dzisiejsze superkomputery pracowałyby tysiące lat. Brzmi jak science fiction? Microsoft właśnie ogłosił, że skraca drogę do takiej maszyny o połowę - nowy chip kwantowy Majorana 2 ma być tysiąc razy stabilniejszy od poprzednika. Ale nie wszyscy eksperci dają wiarę tym deklaracjom.

Kubity, które żyją sekundami zamiast milisekund

Sercem każdego komputera kwantowego są kubity - kwantowe odpowiedniki bitów. Ich największym wrogiem jest dekoherencja, czyli utrata kwantowej spójności. W typowych układach kubity pozostają w stanie kwantowym zaledwie przez milisekundy. Tymczasem Majorana 2 - jak podaje Microsoft w preprintzie z 2 czerwca - osiąga średni czas życia kubitu wynoszący 20 sekund, a w niektórych przypadkach nawet minutę. To skok o trzy rzędy wielkości.

Jak to możliwe? Kluczem jest zmiana materiałów. W poprzednim chipie, Majorana 1, naukowcy użyli aluminium jako nadprzewodnika i arsenku indu jako półprzewodnika. W nowej wersji aluminium zastąpiono ołowiem, który lepiej chroni kubity przed zakłóceniami - od fal elektromagnetycznych po promieniowanie kosmiczne. Półprzewodnik wzbogacono o antymonek indu i arsenku indu, co podwoiło tzw. przerwę topologiczną - fizyczną barierę chroniącą przed błędami. Efekt? Zamiast 1-12 milisekund - 20 000 milisekund.

Topologiczne kubity - geniusz czy kontrowersja?

Majorana 2 opiera się na koncepcji sprzed 90 lat. Włoski fizyk Ettore Majorana przewidział, że pewna cząstka może być swoją własną antycząstką. Problem w tym, że takich cząstek nie ma w przyrodzie - trzeba je „wyhodować” w specjalnie zaprojektowanych strukturach. Microsoft twierdzi, że udało mu się stworzyć tzw. tryby zero Majorany (MZM), które przechowują informację kwantową w parzystości liczby elektronów w nanodrucie.

To właśnie wzbudza największe wątpliwości. Gdy w lutym 2025 roku zaprezentowano Majorana 1, fizycy zakwestionowali dowody na istnienie MZM w tamtym układzie. Sergey Frolov, badacz kwantowy, w rozmowie z „Scientific American” wyraził sceptycyzm wobec nowych wyników. Chetan Nayak, Microsoft Technical Fellow, próbował rozwiać wątpliwości podczas marcowej konferencji Global Physics Summit, przedstawiając dodatkowe dane. Ale preprint z czerwca wciąż nie przeszedł recenzji.

AI projektuje atom po atomie

Jednym z najbardziej intrygujących aspektów projektu jest rola sztucznej inteligencji. Każdy atom w Majorana 2 został zaprojektowany z precyzją wymagającą domieszkowania kryształów obcymi atomami. Zbyt wiele domieszek - i struktura się zawali. Za mało - i nie uzyska się pożądanych właściwości.

Z pomocą przyszła platforma Microsoft Discovery, wykorzystująca agentowe AI. Jak tłumaczy Zulfi Alam, wiceprezes Microsoftu ds. kwantów: „AI potrafi przeszukać matematyczną przestrzeń i znaleźć punkt, w którym wszystko działa. Człowiek myśli liniowo - AI robi to równolegle”. Dzięki temu czas eksperymentów skrócił się z tygodni do godzin. System przeanalizował też blisko dwie dekady danych rozrzuconych po różnych zespołach i formatach, łącząc je w spójną całość.

Droga do 2029 roku - czy to realne?

Microsoft ogłosił, że nowy cel to zbudowanie praktycznego, odpornego na błędy komputera kwantowego do 2029 roku - dwa razy szybciej niż wcześniej zakładano. Chetan Nayak podkreśla: „Jesteśmy 1000 razy lepsi niż rok temu. Musimy iść naprzód, by dostarczyć maszynę o ogromnej wartości komercyjnej i społecznej”.

Jednak droga do „świętego Graala” kwantów - komputera zdolnego do samodzielnej korekcji błędów i długotrwałych obliczeń - nadal jest wyboista. Konkurencja nie śpi: IBM planuje pierwszy odporny na błędy układ na 2029 rok, Google też ma swoje ambitne harmonogramy. Pytanie brzmi, czy topologiczne kubity Microsoftu okażą się ślepą uliczką, czy faktycznie przyspieszą rewolucję.

Niezależnie od kontrowersji, jedno jest pewne: wyścig o praktyczny komputer kwantowy nabiera tempa. A jeśli Majorana 2 rzeczywiście działa tak, jak twierdzi Microsoft, możemy być świadkami narodzin technologii, która zmieni oblicze medycyny, kryptografii i modelowania klimatu. Albo - kolejnej spektakularnej obietnicy, która rozbije się o twardą rzeczywistość fizyki.