Microsoft đột phá với chip lượng tử Majorana 1 mới

Microsoft đã dành 17 năm nghiên cứu một vật liệu và kiến trúc mới cho điện toán lượng tử.

Microsoft tin rằng họ đã đạt được một bước đột phá quan trọng trong điện toán lượng tử, mở ra tiềm năng cho máy tính lượng tử giải quyết các vấn đề quy mô công nghiệp. Gã khổng lồ phần mềm đã dành 17 năm nghiên cứu để tạo ra một vật liệu và kiến trúc mới cho điện toán lượng tử, và giờ đây, họ đang ra mắt bộ xử lý Majorana 1 – bộ xử lý lượng tử đầu tiên của Microsoft dựa trên kiến trúc mới này.

Cốt lõi của một máy tính lượng tử là các qubit, đơn vị thông tin trong điện toán lượng tử, tương tự như bit nhị phân mà máy tính ngày nay sử dụng. Các công ty như IBM, Microsoft và Google đã nỗ lực trong nhiều năm để làm cho qubit trở nên đáng tin cậy như bit nhị phân, vì qubit rất mong manh và nhạy cảm với nhiễu, có thể gây ra lỗi hoặc làm mất dữ liệu.

Majorana 1 có tiềm năng tích hợp tới một triệu qubit trên một con chip có kích thước không lớn hơn nhiều so với CPU trong các máy tính để bàn và máy chủ. Microsoft không sử dụng electron để tính toán trên con chip mới này mà thay vào đó là hạt Majorana, được nhà vật lý lý thuyết Ettore Majorana miêu tả vào năm 1937.

Microsoft đã đạt được cột mốc này bằng cách tạo ra thứ mà họ gọi là “chất siêu dẫn tôpô” (topoconductor) đầu tiên trên thế giới, một loại vật liệu mới không chỉ có khả năng quan sát mà còn kiểm soát các hạt Majorana để tạo ra qubit đáng tin cậy hơn.

Bộ xử lý Majorana 1 của Microsoft có kích thước nhỏ gọn đủ để nằm gọn trong lòng bàn tay.

Microsoft đã giúp phát triển một vật liệu mới từ arsenua indi (indium arsenide) và nhôm (aluminum), đồng thời đã tích hợp tám qubit tôpô trên một con chip, với hy vọng có thể mở rộng lên đến 1 triệu qubit trong tương lai.

Một con chip chứa một triệu qubit có thể thực hiện các mô phỏng chính xác hơn nhiều, giúp cải thiện hiểu biết về thế giới tự nhiên và mở ra những đột phá trong y học cũng như khoa học vật liệu.

Zulfi Alam, Phó chủ tịch phụ trách điện toán lượng tử tại Microsoft, giải thích: "Đây là chương trình nghiên cứu có thời gian dài nhất trong lịch sử công ty. Sau 17 năm, chúng tôi đang trình bày những kết quả không chỉ đáng kinh ngạc mà còn có thật. Chúng sẽ định nghĩa lại cách mà giai đoạn tiếp theo của hành trình điện toán lượng tử diễn ra."

Cận cảnh chip Majorana 1.

Nguồn: theverge.com