Microsoft ' s Majorana 1 설명 : 백만 큐 비트로가는 길

Satya Nadella는 독특한 "토폴로지 핵심"아키텍처로 구동되는 세계 최초의 QPU (Microsoft Majorana 1)의 출시를 발표했습니다. 이 발표는 양자 공동체에서 심각한 흥분을 불러 일으켰습니다. Majorana 1은 양자 컴퓨팅의 미래를 향한 단계로, 오늘날의 클래식 컴퓨터에 비해 현재 너무 복잡한 문제를 해결할 것을 약속합니다. 토폴로지 큐 비트에 구축 된이 칩은 Google 및 IBM과 같은 경쟁 업체가 초전도 또는 갇힌 이온 큐브로 수행하는 것과는 다른 새로운 접근 방식입니다. 고장합시다.

목차

majorana 1? 개발 기록

• 기술 세부 사항
• 핵심 혁신 : 핵심 혁신 : 핵심
• qubit design
  • rectrough architceporte
  • 클레임
  Microsoft의 Majorana 1?
  end note의 다음은
입니다 Majorana 1은 무엇입니까?
• Microsoft의 Majorana 1은 양자 컴퓨팅에 토폴로지 트위스트를 제공하는 야심 찬 기술입니다. 1937 년 Ettore Majorana에 의해 이론화 된 애매한 준 사양 인 Majorana Fermion의 이름을 따서 명명 된 칩은 토폴로지 큐빗을 사용합니다. 이들은 Google과 IBM에서 일반적으로 사용하는 초전도 큐빗 또는 갇힌 이온 큐이트와는 거리가 멀다. Majorana 1은 단일 손바닥 크기의 장치에서 백만 큐 비트로 확장하도록 설계되었으며, Microsoft 크기는 심각한 복잡한 산업 및 사회적 과제를 해결할 수있는 결함 내성 양자 컴퓨팅을 달성하는 데 중요하다.
방금 발표 한 양자 컴퓨팅 획기적인 획기적인 획기적인 반사… 오늘은 바뀌 었습니다.
• 거의 20 년 동안 추격 한 후, 우리는 완전히 새로운 상태를 만들었습니다.… pic.twitter.com/vp4sxmhnjc>.
개발 이력
• 타임 라인 : Majorana 1은 밤새 일어난 일이 아닙니다. 거의 20 년의 연구 결과로 Microsoft의 가장 오래 지속되는 R & D 프로젝트가되었습니다. 이 여행은 2005 년 Station Q 프로그램에 따라 시작되었으며 Chetan Nayak (Microsoft의 기술 동료 및 양자 하드웨어 부사장)과 같은 전문가가 요금을 선도했습니다. 이정표

:

2022
• : Microsoft는 마침내 나노 와이어에서 Majorana Zero 모드 (MZMS)의 실험적 증거를 보았습니다. 2023 : 팀은이 Majorana 준 파파르티클에 대한 통제를 보여 주면서 그들의 접근 방식을 검증했습니다. . 2025 년 2 월 19 일 : 공식 공개가 일어나도록 설정되어
• Nature 의 동료 검토 논문과 스테이션 Q 회의에서 공유 된 데이터가 완성됩니다. .
• 팀 : 160 명 이상의 연구원, 과학자 및 엔지니어가 프로젝트를 진행하고 있기 때문에 이것이 솔로 노력이 아니라고 말하는 것이 안전합니다. 이는 대규모 학제 간 팀의 노력이었습니다. . 기술 세부 사항 칩 자체는 매우 인상적이며 황금색으로 묶인 회로가 섬세하게 손을 잡고 있습니다. 하지만 내부? 글쎄, 그것에 대해 자세히 알아 보겠습니다 :
<:> 핵심 혁신 : Topoconductors

그렇다면이 칩 틱은 정확히 무엇입니까? Majorana 1은 Indium Arsenide (반도체)와 알루미늄 (초전도체)을 결합한 "Topoconductors"(토폴로지 초전도체)라는 새로운 종류의 재료에 의존합니다. 이 물질은 분자 빔 에피 택시를 사용하여 원자에 의해 원자를 제조하고, 절대 제로 (-273 ° C) 근처로 냉각시키고 자기장으로 조정하여 고체, 액체 또는 가스가 아닌 물질의 상태를 만듭니다. 이 특별한 상태는 나노 와이어 끝에서 Majorana Zero 모드 (MZM)를 생성 할 수있게합니다. 이 MZM은 비 방사성 통계와 같은 고유 한 속성을 가지고있어 양자 정보를 비 국소적인 방식으로 저장하여 환경 소음에 저항합니다. 다시 말해, 그들은 전통적인 큐빗보다 자연스럽게 더 안정적입니다.

큐 비트 디자인 Majorana 1의 토폴로지 큐 비트는 "H"형태의 유닛으로 형성되며, 사소한 초전도 와이어로 연결된 2 개의 병렬 토폴로지 나노 와이어로 구성됩니다. Microsoft는 이것을 "Tetron"이라고 부릅니다. 현재 Majorana 1 칩은이 큐브 중 8 개를 호스트하지만 아이디어는 단일 칩에서 최대 백만 큐빗을 확장하는 것입니다. 그리고 여기 재미있는 부분이 있습니다. 복잡한 아날로그 신호가 필요한 기존 큐 비트와 달리, 이러한 토폴로지 큐브는 양자점을 나노 와이어에 연결하는 간단한 펄스로 디지털 제어됩니다. 이로 인해 작업이 더 간단하고 오류가 발생하지 않습니다 측정 혁신 Quantum States가 악명 높은 세상에서 Microsoft는 이러한 상태를 측정하는 정확한 방법을 개발했습니다. 양자점 (작은 커패시터)을 사용하면 시스템에 짝수 또는 홀수 전자가 있든 마이크로 초의 패리티를 감지 할 수 있습니다. 이를 통해 계산의 중요한 단계 인 다른 상태를 구별 할 수 있습니다. > 멋진 부분? 이 비파괴적인 측정은 많은 경쟁 업체가 사용하는 회전 기반 방법과는 다른 "측정 기반"컴퓨팅 접근법을 지원합니다.

아키텍처 Majorana 1의 아키텍처는 확장 성을 염두에두고 설계되었습니다. 이 칩은 배열 (4 × 2 또는 27 × 13 설정 생각)으로 배열 된 테트론을 사용하여 격자 수술을 통한 양자 오차 보정 (QEC)을 지원합니다. 이 배열은 Azure 데이터 센터에 쉽게 통합되도록 설계되었으므로 체포 된 물리적 공간이 필요한 일부 라이벌 Quantum 컴퓨터보다 설정이 훨씬 더 컴팩트합니다. 성능 및 클레임

현재 상태

: 현재 Majorana 1은 여전히 ​​연구 장치입니다. IBM의 최신 프로세서 또는 Google의 윌로우 칩에서 156 큐 비트보다 8 개의 큐 비트 만 있습니다. 그러나 Microsoft는 수량에 대해 너무 걱정하지 않습니다. 품질에 관한 것입니다.
• 오류 저항 : 토폴로지 큐 비트는 하드웨어로 보호됩니다. 즉, 소프트웨어 중심의 오류 수정에 의존하는 기존 큐 비트보다 본질적으로 더 안정적입니다. 정확한 오류율은 공개되지 않았지만 초기 데이터는 안정성의 상당한 개선을 시사합니다. 확장 성 : Microsoft는 백만 큐 비트를 확장 할 수있는 "명확한 경로"가 있다고 주장합니다. 이는 대담한 주장입니다. 특히 다른 회사는 오류 수정 오버 헤드로 인해 동일한 논리적 출력을 달성하기 위해 수천 개의 물리적 큐빗이 필요할 것으로 추정하기 때문입니다. 그러나 Majorana 1의 디자인은 이론적으로 동일한 결과에 도달하기 위해 적은 물리적 큐빗이 필요합니다.
타임 라인 : Microsoft는 실용적인 양자 컴퓨팅이 향후 몇 년 동안 2030 년까지 도착할 수 있다고 제안합니다. 이로 인해 Nvidia (15-30 년을 예측하는) 또는 IBM (2033)과 같은 라이벌보다 앞서 있습니다. Microsoft의 Majorana 1의 다음은 무엇입니까? 2 퀘트 장치 : Clifford 작업에 대한 측정 기반 브레이딩을 보여줍니다 8 퀘트 어레이 : 논리 큐 비트에서 오류 수정을 구현하십시오 더 큰 배열 : DARPA의 US2QC 프로그램의 일환으로 결함 내성 프로토 타입 (27 × 13 Tetrons)으로 이동합니다. 여기서 Microsoft는 결선 진출 자입니다.
• 상업화 : 아직 상용화 날짜는 없지만 Microsoft는 앞으로 몇 년 동안 연구 목적으로 실험실 및 대학교와 Majorana 1을 공유 할 계획입니다. Beyond Scale : Microsoft

끝 참고 Microsoft의 Majorana 1은 Quantum Computing에서 흥미로운 발전입니다. Google 또는 IBM과 깎아지는 큐 비트 전원이 아직 깎지 않을 수도 있지만, 토폴로지 접근 방식은 많은 약속을 가지고 있습니다. Microsoft가 주장한대로 확장 할 수 있다면 Majorana 1은 양자 팬의 또 다른 플래시 일뿐 만 아니라 훨씬 더 큰 무언가의 시작 일 수 있습니다. 그러나 시간만이 말할 것입니다.

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