오늘 마이크로 소프트 소개 된 소개 1새로운 토폴로지 핵심 아키텍처로 구동되는 세계 최초의 양자 칩은 수십 년이 아니라 수년 동안 의미 있고 산업 규모의 문제를 해결할 수있는 양자 컴퓨터를 깨닫게 될 것입니다.

그것은 전 세계 최초의 Topoconductor를 활용합니다. 획기적인 유형의 재료는 Majorana 입자를 관찰하고 제어하여보다 신뢰할 수 있고 확장 가능한 큐브를 생산할 수 있으며, 이는 양자 컴퓨터의 빌딩 블록입니다.

반도체의 발명이 오늘날의 스마트 폰, 컴퓨터 및 전자 제품을 만들었던 것과 같은 방식으로 TOBOCONDUCTORS 및 새로운 유형의 칩 Microsoft는 Microsoft에 따르면 백만 큐 비트로 확장 할 수 있고 가장 복잡한 산업 및 사회적 문제를 해결할 수있는 양자 시스템을 개발하는 경로를 제공한다고 말했다.

“우리는 한 걸음 물러서서 ‘좋아요, 양자 시대의 트랜지스터를 발명합시다. Microsoft 기술 연구원 인 Chetan Nayak은 말했습니다. “그리고 그것이 우리가 여기에 도착한 방식입니다. 그것은 새로운 종류의 큐 비트와 궁극적으로 전체 아키텍처를 가능하게하는 새로운 재료 스택의 특정 조합, 품질 및 중요한 세부 사항입니다.”

Majorana 1 프로세서를 개발하는 데 사용되는이 새로운 아키텍처는 손의 손바닥에 맞을 수있는 단일 칩에 백만 큐브를 넣을 수있는 명확한 경로를 제공한다고 Microsoft는 말했다. 이것은 양자 컴퓨터가 미세 플라스틱을 무해한 부산물로 분해하거나 건설, 제조 또는 의료를위한자가 치유 재료를 발명하는 것과 같은 변형적이고 실제 솔루션을 제공하기 위해 필요한 임계 값입니다. 함께 작동하는 모든 세계의 현재 컴퓨터는 1 백만 쿼트 양자 컴퓨터가 할 수있는 일을 할 수 없습니다.

“양자 공간에서 무엇을 하든지 백만 큐 비트로가는 경로가 있어야합니다. 그렇지 않다면, 당신은 당신이 우리에게 동기를 부여하는 정말 중요한 문제를 해결할 수있는 규모에 도달하기 전에 벽에 부딪 칠 것입니다.”라고 Nayak은 말했습니다. “우리는 실제로 백만으로가는 길을 만들었습니다.”

Topoconductor 또는 Topological Superconductor는 고체, 액체 또는 가스가 아니라 토폴로지 상태 인 완전히 새로운 물질 상태를 만들 수있는 특수 범주의 재료입니다. 이것은 현재 대안이 요구하는 트레이드 오프없이 빠르고 작고 디지털 제어 될 수있는보다 안정적인 큐 비트를 생성하도록 활용됩니다. Nature에 수요일에 발표 된 새로운 논문은 Microsoft 연구자들이 Topological Qubit의 이국적인 양자 특성을 만들고 실용적인 컴퓨팅의 필수 단계 인 정확하게 측정 할 수있는 방법을 설명합니다.

이 획기적인 획기적인 것은 Indium Arsenide와 알루미늄으로 만들어진 완전히 새로운 재료 스택을 개발해야했으며, 그 중 대부분은 Atom에 의해 Atom을 설계하고 제작했습니다. Microsoft는 목표는 Majoranas라는 새로운 양자 입자를 동축시키고 고유 한 특성을 활용하여 다음 양자 컴퓨팅의 다음 지평에 도달하는 것이 었습니다.

Majorana 1의 세계 최초의 토폴로지 핵심 코어는 설계에 의해 신뢰할 수 있으며 하드웨어 수준에서 오류 저항을 통합하여 더 안정적입니다.

상업적으로 중요한 응용 프로그램은 또한 백만 큐 비트에 대한 수조 개의 작업을 요구할 것이며, 이는 각 큐 비트의 미세 조정 된 아날로그 제어에 의존하는 현재 접근법이 엄청납니다. Microsoft Team의 새로운 측정 방식을 통해 큐 비트는 디지털 방식으로 제어 될 수 있으며, 양자 컴퓨팅이 어떻게 작동 하는지를 재정의하고 간단하게 단순화 할 수 있습니다.

이 진보는 몇 년 전 Microsoft의 선택을 검증하여 토폴로지 큐 비트 디자인을 추구합니다. 이는 현재 지불중인 높은 위험, 높은 보상 과학 및 엔지니어링 문제입니다. 오늘날이 회사는 백만으로 확장하도록 설계된 칩에 8 개의 토폴로지 큐빗을 배치했습니다.

Microsoft 기술 연구원 인 Matthias Troyer는“처음부터 생각 리더십뿐만 아니라 상업적 영향을위한 양자 컴퓨터를 만들고 싶었습니다. “우리는 새로운 Qubit이 필요하다는 것을 알고있었습니다. 우리는 우리가 확장해야한다는 것을 알았습니다.”

이 접근 방식은 국가 안보에 중요한 획기적인 기술에 투자하는 연방 기관인 DERPA (Defence Advanced Research Projects Agency)를 이끌었고, 혁신적인 양자 컴퓨팅 기술이 상업적으로 관련된 양자 시스템을 더 빨리 구축 할 수 있는지 여부를 평가하기 위해 엄격한 프로그램에 Microsoft를 포함 시켰습니다. 전통적으로 가능하다고 믿었습니다.

Microsoft는 이제 두 회사 중 하나입니다 최종 단계로 이동하도록 초대했습니다 US2QC (Utility-Scale Quantum Computing) 프로그램을위한 DARPA의 UNREREXPLORED 시스템-DARPA의 더 큰 구성 프로그램 중 하나 양자 벤치마킹 이니셔티브 -업계 최초의 유틸리티 규모의 결함 내성 양자 컴퓨터 또는 계산 가치가 비용을 초과하는 컴퓨터를 제공하는 것을 목표로합니다.

‘단지 당신에게 답을줍니다’

Microsoft는 자체 양자 하드웨어를 만드는 것 외에도 Quantinuum 및 Atom Computing과 파트너십을 맺어 도달했습니다. 과학 및 공학 혁신 작년에 발표를 포함하여 오늘의 큐바이트로 업계 최초의 신뢰할 수있는 양자 컴퓨터.

이러한 유형의 기계 양자 기술을 개발할 수있는 중요한 기회를 제공합니다특히 AI가 더 많은 수의 신뢰할 수있는 큐 비트로 구동되는 새로운 양자 시스템과 결합되므로 하이브리드 애플리케이션을 구축하고 새로운 발견을 주도합니다. 오늘날 Azure Quantum은 a 통합 솔루션 제품군 고객이 Azure의 이러한 주요 AI, 고성능 컴퓨팅 및 양자 플랫폼을 활용하여 과학적 발견을 발전시킬 수 있습니다.

그러나 양자 컴퓨팅의 다음 지평에 도달하려면 백만 큐 비트 이상을 제공하고 빠르고 신뢰할 수있는 조작에 수조에 도달 할 수있는 양자 아키텍처가 필요합니다. Microsoft는 오늘 발표에 따르면 수십 년이 아니라 수년 내에 그 수평선이 생겼다고 말했다.

양자 역학을 사용하여 화학 반응에서 분자 상호 작용 및 효소 에너지에 이르기까지 자연을 엄청나게 정밀하게 맵핑 할 수 있기 때문에 백만 퀘트 기계는 화학, 재료 과학 및 불가능한 기타 산업에서 특정 유형의 문제를 해결할 수 있어야합니다. 오늘날의 클래식 컴퓨터가 정확하게 계산할 수 있습니다.

• 예를 들어, 그들은 왜 재료가 부식이나 균열을 겪는 지에 대한 어려운 화학 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이로 인해 다리 나 비행기 부품의 균열, 산산이 부서진 전화 화면 또는 긁힌 자동차 문에서 균열을 수리하는 자조 재료로 이어질 수 있습니다.

• 플라스틱 유형이 너무 많기 때문에 현재 미세 유전자를 청소하거나 탄소 오염을 다루는 데 특히 중요하지 않은 일대일 촉매를 찾을 수 없습니다. 양자 컴퓨팅은 오염 물질을 귀중한 부산물로 분해하거나 처음에 비 독성 대안을 개발하기 위해 이러한 촉매의 특성을 계산할 수 있습니다.

• 일종의 생물학적 촉매 인 효소는 양자 컴퓨팅 만 제공 할 수있는 행동에 대한 정확한 계산 덕분에 의료 및 농업에서보다 효과적으로 활용 될 수 있습니다. 이로 인해 전 세계의 기아를 근절하는 데 도움이 될 수 있습니다. 토양 비옥도를 높이고 수익성을 높이거나 가혹한 기후에서 음식의 지속 가능한 성장을 촉진합니다.

무엇보다도, 양자 컴퓨팅은 엔지니어, 과학자, 회사 및 기타 사람들이 처음으로 단순히 물건을 제대로 설계 할 수있게 해주므로 건강 관리에서 제품 개발에 이르기까지 모든 것을 혁신 할 수 있습니다. Quantum Computing의 힘은 AI 도구와 결합하여 누군가가 평범한 언어로 만들고 싶은 종류의 새로운 재료 나 분자를 설명하고 바로 작동하는 답을 얻을 수 있습니다.

“무엇이든 만드는 회사는 처음으로 완벽하게 설계 할 수 있습니다. 그것은 단지 당신에게 답을 줄 것입니다.”라고 Troyer는 말했습니다. “양자 컴퓨터는 AI에게 자연의 언어를 가르치므로 AI는 당신이 만들고 싶은 요리법을 알려줄 수 있습니다.”

규모에 따라 양자 컴퓨팅을 다시 생각합니다

양자 세계는 양자 역학의 법칙에 따라 운영되는데, 이는 우리가 보는 세계를 지배하는 물리학 법칙과 동일하지 않습니다. 입자를 큐 비트 또는 양자 비트라고하며, 현재 컴퓨터가 사용하는 비트와 유사합니다.

큐비트는 까다 롭고 환경에서 나오는 섭동 및 오류에 매우 취약하여 분리되어 정보를 잃게됩니다. 그들의 상태는 또한 측정에 의해 영향을받을 수 있습니다 – 측정은 컴퓨팅에 필수적이기 때문에 문제입니다. 고유 한 도전은 측정 및 제어 할 수있는 큐 비트를 개발하는 동시에 환경 소음으로부터 보호하여 손상시킵니다.

큐브는 각각 장단점이있는 다양한 방식으로 만들 수 있습니다. 거의 20 년 전, Microsoft는 고유 한 접근 방식을 추구하기로 결정했습니다. 토폴로지 큐 비트 개발은 오류 수정이 적을 필요가있는 더 안정적인 큐 비트를 제공하여 속도, 크기 및 제어 성급을 잠금 해제 할 것이라고 생각했습니다. 이 접근법은 가파른 학습 곡선을 만들어 냈으며, 미지의 과학 및 공학 혁신이 필요하지만, 상업적으로 가치있는 작업을 수행 할 수있는 확장 가능하고 제어 가능한 큐브를 만드는 가장 유망한 길입니다.

단점은 최근까지 마이크로 소프트가 Majoranas라고 불리는 이국적인 입자가 본 이국적인 입자가 본 적이 없거나 만들어지지 않았다는 것입니다. 그것들은 자연에 존재하지 않으며 자기장과 초전도체로만 존재할 수 있습니다. 이국적인 입자를 만들기위한 올바른 재료를 개발하기가 어렵고 관련된 토폴로지 상태의 물질 상태는 대부분의 양자 노력이 다른 종류의 큐 비트에 초점을 맞춘 이유입니다.

Nature Paper는 Microsoft가 Majorana 입자를 생성 할 수 있었을뿐만 아니라 무작위 교란으로부터 양자 정보를 보호하는 데 도움이 될뿐만 아니라 마이크로파를 사용하여 정보를 확실하게 측정 할 수 있다는 동료 검토 확인을 표시합니다.

Majoranas는 양자 정보를 숨기고 더 강력하지만 측정하기가 어렵습니다. Microsoft 팀의 새로운 측정 방식은 매우 정확하여 초전도 와이어의 10 억과 10 억과 1 개의 전자의 차이를 감지 할 수 있습니다. 이는 컴퓨터에 큐 비트의 상태가 무엇인지, 양자 계산의 기초를 형성합니다.

각 개별 큐 비트에 대한 미세 조정 다이얼 대신 라이트 스위치를 튕기는 것과 같은 전압 펄스로 측정 값을 켜거나 끄질 수 있습니다. 디지털 제어를 가능하게하는이 간단한 측정 방식은 양자 컴퓨팅 프로세스와 확장 가능한 기계를 구축하기위한 물리적 요구 사항을 단순화합니다.

Microsoft의 토폴로지 큐 비트는 크기 때문에 다른 큐빗보다 이점이 있습니다. Triny의 경우에도“Goldilocks”구역이 있습니다. 여기에는 너무 작은 큐빗이 제어 라인을 실행하기가 어렵지만 너무 비즈 Qubit에는 거대한 기계가 필요하다고 Troyer는 말했다. 이러한 유형의 큐 비트에 개별화 된 제어 기술을 추가하려면 비행기 격납고 또는 축구장 크기의 실용적 인 컴퓨터를 구축해야합니다.

큐 비트와 주변 제어 전자 장치를 모두 포함하는 Microsoft의 양자 칩은 손의 손바닥에 고정되어 Azure 데이터 센터 내부에 쉽게 배포 할 수있는 양자 컴퓨터에 깔끔하게 맞출 수 있습니다.

Nayak은“새로운 문제를 발견하는 것은 한 가지 일입니다. “다시 생각하기 위해 그것을 활용하는 것이 또 다른 것입니다 규모의 양자 컴퓨팅.”

원자에 의한 양자 재료 원자 설계

Microsoft의 토폴로지 큐 비트 아키텍처는 알루미늄 나노 와이어가 함께 합류하여 H를 형성합니다. 이 HS도 연결될 수 있으며 많은 타일처럼 칩을 가로 질러 배치 할 수 있습니다.

“우리는 그곳에 도착하기 위해 새로운 물질 상태를 보여 주어야한다는 점에서 복잡하지만 그 후에는 매우 간단합니다. 타일이 꺼집니다. Microsoft 기술 연구원 인 Krysta Svore는 말했습니다.

양자 칩은 혼자 작동하지 않습니다. 통제 논리가있는 생태계, 외부 우주보다 온도에서 큐비트를 유지하는 희석 냉장고 및 AI 및 클래식 컴퓨터와 통합 할 수있는 소프트웨어 스택에 존재합니다. 그녀는 그 모든 부분이 사내에서 완전히 만들어 지거나 수정 된 존재한다고 말했다.

명확하게 말하면, 이러한 프로세스를 계속 개선하고 모든 요소가 가속화 된 규모로 함께 작동하도록하려면 더 많은 엔지니어링 작업이 필요합니다. 그러나 Microsoft는 많은 어려운 과학 및 엔지니어링 문제가 충족되었다고 말했다.

Svore는 덧붙였다. Svore는 덧붙였다. Svore는 덧붙였다. 실리콘 대신, Microsoft의 Topoconductor는 Indium Arsenide로 만들어졌으며, 현재 적외선 검출기와 같은 응용 분야에 사용되며 특수 특성을 갖는 재료입니다. 반도체는 극도의 추위 덕분에 하이브리드를 만들기 위해 초전도율과 결혼했습니다.

“우리는 문자 그대로 원자로 원자를 분무하고 있습니다. 이러한 재료는 완벽하게 정렬되어야합니다. 재료 스택에 결함이 너무 많으면 큐 비트를 죽입니다.”라고 Svore는 말했습니다.

“아이러니하게도, 우리는 양자 컴퓨터가 필요한 이유이기도합니다. 이러한 재료를 이해하는 것은 엄청나게 어렵 기 때문입니다. 규모가 높은 양자 컴퓨터를 사용하면 규모를 넘어 차세대 양자 컴퓨터를 구축하기위한 더 나은 특성을 가진 재료를 예측할 수 있습니다.”라고 그녀는 말했습니다.

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상단 이미지 : Majorana 1, Microsoft가 개발 한 혁신적인 새로운 클래스의 재료를 기반으로 한 토폴로지 코어로 구동되는 최초의 양자 칩. Microsoft의 John Brecher의 사진.