Quantum computing has long been seen as the key to solving complex problems that classical computers cannot handle, from simulating new materials to breaking modern encryption.
However, progress has been hindered by a fundamental issue: qubit instability. Bahkan gangguan sekecil apa pun menyebabkan bit kuantum (qubit) kehilangan keadaan mereka, yang menyebabkan kesalahan komputasi.
Microsoft mengatakan telah mengembangkan solusi. Perusahaan sekarang telah memperkenalkan Majorana 1, prosesor kuantum yang dirancang untuk mengurangi kesalahan qubit di tingkat perangkat keras, menggunakan qubit topologi. According to Microsoft, this new approach could enable large-scale quantum systems that do not rely on complex error correction methods to function.
Microsoft’s strategy contrasts with efforts by Google and IBM, both of which have made progress in superconducting qubits but continue to struggle with scaling due to error rates.Google’s Willow chip, announced in 2024, demonstrated a breakthrough in quantum error correction, while IBM’s Condor processor, launched in 2023, became the largest superconducting quantum chip to date, with 1,121 qubits.
Daripada melanjutkan jalur yang sama, Microsoft mengubah fokus dari koreksi kesalahan ke stabilitas qubit. Jika Majorana 1 berfungsi sebagaimana dimaksud, itu dapat mendefinisikan kembali komputasi kuantum dengan menghilangkan salah satu tantangan teknis yang paling sulit.
Bagaimana pendekatan Microsoft berbeda
Komputer kuantum saat ini bergantung pada superkonduktor atau qubit ion yang terperangkap, keduanya sangat sensitif terhadap lingkungan. Ini memaksa insinyur untuk mengembangkan algoritma koreksi kesalahan yang kompleks, membutuhkan sejumlah besar qubit yang berlebihan untuk mempertahankan akurasi. Alternatif yang diusulkan Microsoft, qubit topologi, didasarkan pada prinsip fisika yang berbeda secara fundamental.
Inti dari Majorana 1 adalah bahan khusus yang disebut topokonduktor, terdiri dari indium arsenide dan aluminium, yang memungkinkan pembentukan mode nol majorana. Ini adalah keadaan kuantum eksotis yang pertama kali berteori pada tahun 1937, diyakini secara inheren resisten terhadap gangguan.
Microsoft memposisikan Majorana 1 sebagai implementasi praktis pertama dari pendekatan ini. Dalam sebuah pernyataan, rekan teknis Microsoft Chetan Nayak menggambarkannya sebagai”transistor untuk zaman kuantum”, menekankan bahwa, jika berhasil, dapat menyebabkan komputer kuantum toleran yang mampu menskalakan jutaan qubit. Kelayakan telah menjadi topik perdebatan selama bertahun-tahun. Presisi. Hasilnya menunjukkan bahwa pendekatan Microsoft memiliki potensi, tetapi eksperimen lebih lanjut diperlukan untuk menentukan apakah dapat diskalakan di luar pengaturan laboratorium.
Bagaimana Majorana 1 dibandingkan dengan IBM dan strategi kuantum Google
Pendekatan Microsoft dengan Majorana 1 adalah respons langsung terhadap skalabilitas dan kesalahan correction yang dikoreksi dengan correction yang dikoreksi dengan correction yang membuat correction correction itu memiliki kemajuan kuantum Majorana. Chip Willow Google menunjukkan bahwa koreksi kesalahan dapat dikelola dengan cukup baik untuk skalabilitas di masa depan, tetapi masih bergantung pada qubit superkonduktor, yang secara inheren rapuh.
Sementara itu, IBM telah berfokus pada peningkatan jumlah qubit sambil memperbaiki teknik mitigasi kesalahan. Prosesor Condor-nya mencetak rekor dengan 1.121 qubit, menjadikannya prosesor kuantum superkonduktor terbesar di dunia pada saat itu. Namun, arsitekturnya masih membutuhkan mekanisme koreksi kesalahan skala besar, membuat skalabilitas menjadi sulit.
Microsoft bertaruh bahwa qubit topologi akan membuat koreksi kesalahan sebagian besar tidak perlu, memungkinkan komputer kuantum untuk skala lebih efisien. Jika Majorana 1 mencapai tujuan yang dimaksudkan, itu dapat memungkinkan prosesor kuantum dengan jutaan qubit-jauh di luar jangkauan desain superkonduktor saat ini.
kemitraan Microsoft dengan DARPA dan ambisi jangka panjang
Microsoft’s Cuantum Research Beyond The Gined Traction. Perusahaan telah dipilih untuk program Komputasi Kuantum Utilitas (US2QC) DARPA, Inisiatif Pemerintah A.S. Dimasukkannya Microsoft dalam program ini menandakan bahwa pendekatannya dipandang sebagai jalur potensial ke komputasi kuantum skala besar.
Sementara dukungan pemerintah memperkuat posisi Microsoft, itu tidak menjamin keberhasilan. Perusahaan telah menyatakan bahwa mereka mengharapkan untuk membangun komputer kuantum fungsional”dalam beberapa tahun, bukan beberapa dekade”, tetapi belum memberikan garis waktu yang pasti.
tantangan dan skeptisisme: dapatkah Microsoft memberikan?
Meskipun Microsoft memiliki kepercayaan pada Majorana 1, komputasi kuantum tetap merupakan bidang yang tidak dapat dikembangkan. Sistem kuantum yang sepenuhnya dapat diskalakan yang menggunakannya. Keuntungan. Komputer kuantum yang berfungsi penuh dapat secara dramatis meningkatkan penemuan obat, pemodelan keuangan, ilmu material, dan kriptografi.
Salah satu kekhawatiran yang paling langsung adalah keamanan. Komputer kuantum yang cukup kuat dapat merusak algoritma enkripsi yang banyak digunakan, menjadi ancaman terhadap protokol keamanan siber saat ini. Hal ini menyebabkan upaya kriptografi pasca-kuantum, di mana organisasi bekerja untuk mengembangkan algoritma enkripsi yang dapat menahan serangan kuantum.
Di luar keamanan, komputasi kuantum juga dapat merevolusi ilmu material dengan mensimulasikan interaksi molekul di tingkat atom, yang mengarah ke dalam teknologi baterai, dan mikro. untuk membentuk kembali komputasi kuantum dengan menggeser fokus dari memperbaiki kesalahan qubit untuk mencegahnya di tingkat perangkat keras.
Namun, masih banyak pertanyaan. Dapatkah qubit yang berbasis di Majorana diskalakan ke dalam sistem kuantum praktis? Apakah mereka akan mengungguli IBM dan arsitektur yang bersaing Google? Dan yang paling penting, akankah pendekatan Microsoft membuahkan hasil sebelum para pesaingnya mencapai komputasi kuantum komersial?
Untuk saat ini, Majorana 1 adalah langkah maju yang penting, tetapi apakah itu menjadi fondasi untuk sistem kuantum di masa depan atau hanya percobaan lain dalam serangkaian terobosan kuantum yang panjang masih harus dilihat.
Terakhir Diperbarui pada 27 Februari, 2025 tetap ada.
