Microsoft oznámil zásadní posun na poli kvantových počítačů a odhalil nový čip nazvaný Majorana 1, který by mohl znamenat revoluci v tomto odvětví. Klíčem je využití dosud málo probádaného stavu hmoty, jež má zvýšit odolnost proti chybám a celkovou efektivitu kvantových systémů.
Čip Majorana 1, navržený pro škálovatelné operace s minimalizovanou chybovostí, tímto posouvá společnost Microsoft do popředí závodu za výkonnou kvantovou výpočetní technikou.
A breakthrough in quantum computing. Majorana 1 brings us closer to harnessing millions of potential qubits working together to solve the unsolvable—from new medicines to revolutionary materials—all on a single chip. #QuantumComputing #QuantumReady https://t.co/mpj8VwEQj0 pic.twitter.com/zlQoyoFURv
— Microsoft (@Microsoft) February 19, 2025
Novinka byla představena 20. února 2025 v Los Angeles. Její základ tkví ve využití topologického supravodiče pro manipulaci s qubity, což by mělo výrazně snižovat chybovost. Projekt, jenž vznikal téměř dvě desetiletí, byl podrobně popsán v časopise Nature. Zásadní roli v něm hrají tzv. majoránovy fermiony – částice, o kterých se teoreticky uvažuje už od 30. let 20. století. Díky nim by měly být qubity stabilnější a spolehlivější, což je naprosto klíčové pro pokročilé aplikace kvantových počítačů.
„Co dělá Majoranu 1 tak výjimečnou?“ ptá se sama společnost. Tradiční kvantové systémy vyžadují tisíce qubitů jen na opravu chyb, zatímco přístup Microsoftu s majoránovými fermiony by měl chybovost výrazně snížit. Podle technického pracovníka Microsoftu Chetana Nayaka je důležité mít vizi, jak se dostat k milionu qubitů, jinak se kvantové systémy brzy dostanou na hranici svých možností. Právě tato škálovatelnost je klíčová k řešení náročných problémů, u nichž se od kvantových počítačů očekává zásadní průlom.
Jak funguje Majorana 1
Velkou pozornost si zaslouží i technické řešení, na němž je čip postaven. Majorana 1 využívá arsenid india, hliník a supravodivé nanodrátky k pozorování majoránových částic. Tato speciální struktura je nezbytná pro efektivní ovládání qubitů. Výhodou je také skutečnost, že na rozdíl od jiných kvantových čipů se Majorana 1 obejde bez složitých specializovaných systémů. Takže lépe zapadne do stávajících výpočetních prostředí. I když zatím nabízí menší počet qubitů než konkurenční řešení od IBM či Google, Microsoft věří, že díky své konstrukci lépe obstojí ve fázi masivního rozšiřování.
Společnost dává jasně najevo, že období skutečně praktických kvantových počítačů je podle ní doslova za rohem. „Na realizaci už nemluvíme o desetiletích, ale o letech,“ vyhlašuje Microsoft. Zdůrazňuje, že jde o technologii s obrovským potenciálem, které se vyplatí věnovat maximální pozornost. Výkonný viceprezident Jason Zander označil Majoranu 1 za projekt s „vysokým rizikem a vysokou odměnou“. Zároveň připomíná, že nejtěžší výzvou bylo porozumět fyzice, pro kterou dosud neexistovaly jasné učebnicové postupy.
Navzdory nadšení panuje mezi vědci i určitá skepse. K finálnímu potvrzení schopností čipu je totiž potřeba další nezávislé ověření. Podle Matthiase Troyera, dalšího z technických pracovníků Microsoftu, bylo pozorování a ovládání majoránových částic sice prokázáno, avšak vyžaduje ještě důkladné přezkoumání. Jak upozorňuje Chetan Nayak, s každým dalším měřením bude složitější vysvětlit naměřené výsledky jinak než pomocí topologických jevů. Ačkoli tedy cesta za plným využitím kvantových počítačů jistě nebude bez překážek, Microsoft se zdá odhodlaný stát v jejím čele a ukázat, že Majorana 1 je sázkou na budoucnost.
