TL;DR: Η Microsoft προχώρησε στην ανακοίνωση του Majorana 2, ενός νέου κβαντικού chip του οποίου τα qubits είναι 1.000 φορές πιο αξιόπιστα από τον προκάτοχό του. Η νέα ανακοίνωση μας δέρνει πολύ πιο κοντά σε έναν κβαντικό υπολογιστή που θα είναι αξιόπιστος και άρα πιο πρακτικός. Οι προβλέψεις θέλουν να έρθει το 2029.
Η έρευνα στους κβαντικούς υπολογιστές είναι πλέον τεράστια και μόλις πέρσι είδαμε τον Majorana 1, τον πρώτο κβαντικό επεξεργαστή της Microsoft. Με τον Majorana 1 η Microsoft έδειξε πως η φυσική γύρω από αυτόν δουλεύει. Τώρα πηγαίνει την τεχνολογία ένα βήμα μπροστά και φτάνουμε σε κάτι που θα μπορούσε να γίνει πρακτικό και αξιόπιστο.
Τι είναι ο κβαντικός υπολογιστής και γιατί μας ενδιαφέρει;
Οι υπολογιστές που έχουμε μέχρι σήμερα, επεξεργάζονται τις πληροφορίες σε bits, δηλαδή μικρές μονάδες που έχουν τιμή είτε 1, είτε 0. Στους κβαντικούς υπολογιστές όμως, έχουμε τα qubits, που μπορούν να είναι 0 και 1 ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει πως μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς που μέχρι τώρα θεωρούνταν αδύνατοι. Μιλάμε για απίστευτη επεξεργαστική ισχύ, που έχει την ικανότητα να φέρει επανάσταση στην ιατρική, την φυσική και τη χημεία και στις επιστήμες γενικότερα. Ταυτόχρονα, μπορεί να μας φέρει τρομερά ισχυρή κρυπτογράφηση, που απλά δε θα σπάει.
Όμως, έχουμε ένα πρόβλημα μέχρι στιγμής. Τα qubits είναι εξαιρετικά ευαίσθητα σε σφάλματα και οι μέχρι τώρα τεχνολογίες είχαν μεγάλα ποσοστά σφάλματος. Τώρα, η Microsoft λέει πως έλυσε αυτό το πρόβλημα, με τον Majorana 2.
Majorana 2: Τι νέο φέρνει και γιατί είναι ξεχωριστός;
Ο νέος Majorana 2 φέρνει 1000 φορές πιο αξιόπιστα qubits, σε σχέση με τον Majora 1 κα αυτό είναι τεράστιο άλμα για την Microsoft. Για να το πετύχει αυτό η Microsoft έπρεπε να κάνει μια απλή αλλαγή υλικών, που όμως έκανε τεράστια διαφορά.
Στον Majorana 1 τα qubits έχουν διάρκεια ζωής από 1 μέχρι 12 χιλιοστά του δευτερολέπτου, ενώ στον Majorana 2, η διάρκεια ζωής ξεπερνά τα 20 δευτερόλεπτα και σε κάποιες περιπτώσεις ξεπερνούν το 1 λεπτό.
Διάγραμμα τετράδας τοπολογικών qubits (tetrons) του Majorana 2
Για να βάλουμε τα πράγματα σε μια βάση, φανταστείτε πως προσπαθείτε να κάνετε έναν υπολογισμό, αλλά η μνήμη του υπολογιστή ξεχνάει όλα τα δεδομένα μέσα σε ένα μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου. Αυτό ήταν και ο βασικός λόγος που οι κβαντικοί υπολογιστές μέχρι σήμερα ήταν ευπαθείς σε λάθη. Τώρα όμως, με τη “μνήμη” του επεξεργαστή να διαρκεί πολύ περισσότερο, έχουμε αρκετό χρόνο για να ολοκληρωθούν οι υπολογισμοί που απαιτούνται.
Πως τα κατάφερε η Microsoft με τον Majorana 2; Τα υλικά!
Από ότι φαίνεται μια απλή αντικατάσταση στα υλικά ήταν αρκετή για να φέρει την μεγάλη αλλαγή. Με τον Majorana 2 η εταιρεία αντικατέστησε το αλουμίνιο που είχε στην πρώτη γενιά, με μόλυβδο. Ταυτόχρονα αλλάζει την ενεργό περιοχή ημιαγωγού με συνδυασμό αρσενιούχου ινδίου και αντιμονιούχου αρσενιούχου ινδίου. Η αλλαγή αυτή οδηγεί σε σημαντική βελτίωση της απόδοσης, προστατεύοντας τα qubits από παρεμβολές και σφάλματα δύο φορές παραπάνω σε σχέση με τον προκάτοχό του.
Το νέο υλικό του Majorana 2 με μόλυβδο αντί αλουμινίου για σταθερότερα qubits
Σύμφωνα με την ίδια την Microsoft, μεγάλη βοήθεια ήταν και η τεχνητή νοημοσύνη, ώστε να ξεπεράσει η ομάδα τις σύνθετες μηχανολογικές προκλήσεις πιο γρήγορα από ότι θα έκανε με τις συμβατικές μεθόδους. Από την άλλη, όπως και οι άλλες εταιρείες, έτσι και η Microsoft προωθούν την τεχνητή νοημοσύνη, οπότε δεν ξέρουμε πόσο πολύ βοήθησε στο project, αφού δε μας έδωσε συγκεκριμένα νούμερα.
Στόχος το 2029
Σύμφωνα με την Microsoft, ο Majorana 2 επιταχύνει το roadmap προς ένα κλιμακούμενο, πρακτικό κβαντικό υπολογιστή, κάτι που θα φέρει την επίτευξη του στόχου μέχρι το 2029. Μεγάλα βήματα όμως έχει κάνει και ο ανταγωνισμός από την IBM και την Google. Όλες τους επενδύουν ενεργά στην κβαντική υπολογιστική, με τις επενδύσεις να φτάνουν πολλά δισεκατομμύρια.
Η Microsoft όμως αλλάζει στρατηγική και αντί να στοχεύει στα περισσότερα και πιο ασταθή qubits, επικεντρώνεται στα λιγότερα αλλά πολύ πιο αξιόπιστα. Αυτός φαίνεται πως είναι ο σωστός τρόπος για να έχουμε μια τεχνολογία που θα μπορεί να είναι πραγματικά λειτουργική.
