量子コンピューティング

Microsoftは、それが電力量子コンピューターに新しい物質状態を作成したと言います

3年生の科学クラスを通して座った人は誰でも、固体、液体、ガスの3つの主要な状態があることを知っています。Microsoftは、強力なマシンを作成するための探求において、新しい物質状態を作成したと述べています。 量子コンピューター、それはバッテリーから薬、人工知能まで、すべての開発を加速する可能性があります。水曜日に、マイクロソフトの科学者は、数学的、科学的、技術的な問題を解決するために利用できるこの新しい存在の段階に基づいて、「トポロジカルなキット」として知られているものを構築したと述べた。開発に伴い、マイクロソフトは次の大きな技術コンテストに設定されているものの利害関係を上げています。 人工知能をめぐる競争。 科学者は、1980年代以来、亜原子粒子または非常に冷たい物体の奇妙で非常に強力な行動を活用できるマシンである量子コンピューターの夢を追いかけてきました。プッシュは、Googleの12月に加熱されました 実験的な量子コンピューターを発表しました それは、ほとんどのスーパーコンピューターが10敗年間で終了できなかったという計算を完了するのにわずか5分で必要でした。Microsoftの量子技術は、Googleで開発中の方法を飛躍させる可能性があります。その研究の一環として、同社は、一般的に量子コンピューターの構築に使用される超伝導体と古典的なコンピューターを搭載する半導体の強度を組み合わせた、新しい種類のコンピューターチップ内に複数のトポロジカルキュービットを構築しました。このようなチップが非常に低い温度に冷却されると、Microsoftが古典的な機械が決してできない技術的、数学的、科学的問題を解決できると考えている異常で強力な方法で動作します。この技術は他の量子技術ほど揮発性ではない、と同社は言った。マイクロソフトがこのマイルストーンを達成したかどうか、そして多くの主要な学者は、量子コンピューターは何十年も完全には実現されないと述べた。しかし、マイクロソフトの科学者は、彼らの方法が彼らがより早くフィニッシュラインに到達するのに役立つと述べた。「これは数十年先ではなく何年も離れたものと考えています」と、テクノロジーを構築したチームを率いたマイクロソフトの技術フェロー、チェタン・ナヤックは言いました。Microsoftのテクノロジーは、水曜日にScience Journal Natureに掲載された研究論文で詳しく説明されており、技術の景観を再構築できる人種に新しい衝動を追加しています。多くの技術的および科学的分野で進歩を加速することに加えて、量子コンピューターは、国家の秘密を保護する暗号化を破るのに十分強力である可能性があります。進歩は、地政学的な意味を持つように設定されています。米国が主にMicrosoftやA Waveのような企業を通じて量子コンピューティングを探求しているにもかかわらず スタートアップ、中国政府は、この技術に152億ドルを投資していると述べています。欧州連合は72億ドルをコミットしました。量子力学と呼ばれる種類の物理学の数十年の研究に基づいている量子コンピューティングは、依然として実験的な技術です。しかし、Microsoft、Google、その他による最近の進歩の後、科学者はこのテクノロジーが最終的にその約束に応えられると確信しています。「量子コンピューティングは物理学と世界にとってスリリングな見通しです」と、マサチューセッツ工科大学の理論物理学者であるフランク・ウィルツェクは述べています。量子コンピューティングを理解するために、従来のコンピューターがどのように機能するかを知るのに役立ちます。スマートフォン、ラップトップ、またはデスクトップPCは、半導体から作られた小さなチップに依存しています。これは、すべてではなく一部で電気を導く材料です。これらのチップは、番号を保存して処理し、追加し、それらを掛けます。彼らは、情報の「ビット」を操作することにより、これらの計算を実行します。各ビットには、1または0のいずれかが保持されます。量子コンピューターの動作は異なります。量子ビット、またはqubitは、非常に低い温度に冷却された亜原子粒子またはエキゾチックな材料の奇妙な挙動に依存しています。非常に小さいまたは非常にコールドのいずれかの場合、単一のオブジェクトは2つの別々のオブジェクトのように同時に動作する可能性があります。その行動を活用することにより、科学者は1と0の組み合わせを保持するキュービットを構築できます。これは、2つのキュービットが一度に4つの値を保持できることを意味します。そして、Qubitsの数が増えるにつれて、量子コンピューターは指数関数的により強力になります。企業は、これらのマシンを構築するためにさまざまな手法を使用しています。 Googleを含むほとんどの米国では、伝導エネルギーを失うことなく電気を伝える材料である超伝導体を使用してQubitsを構築します。それらは、金属を非常に低い温度に冷却することにより、これらの超伝導体を作成します。Microsoftは、他の人が取っているアプローチに賭けています。半導体と超伝導体を組み合わせています。基本原則は、Topological Qubitという名前とともに、1997年にロシア系アメリカ人の物理学者であるAlexei Kitaevによって最初に提案されました。同社は、多くの研究者がそのような技術が可能だとは考えていなかった2000年代初頭に、この珍しいプロジェクトに取り組み始めました。これは、マイクロソフトで最も長く続いている研究プロジェクトです。「これは、この会社の3人のCEOすべてが賭けていることです」と、マイクロソフトの最高経営責任者であるサティア・ナデラはインタビューで述べました。 （会社の以前のCEOはそうでした ビル・ゲイツ、創設者であり、2000年代初頭にマイクロソフトを運営したスティーブバルマー。）同社は現在、ヒルニドの一部（半導体の一種）と部分アルミニウム（低温の超伝導体）である単一のデバイスを作成しました。ゼロ未満で約400度まで冷却されると、量子コンピューターを可能にする可能性のある異世界の動作を示します。ハーバード大学の物理学教授であるフィリップ・キムは、トポロジカルなキュービットが量子コンピューターの開発を加速できるため、マイクロソフトの新しい創造は重要であると述べました。 「すべてがうまくいけば、Microsoftの研究は革新的なものになる可能性があります」と彼は言いました。しかし、カリフォルニア工科大学の理論物理学の教授であるJason Aliceaは、同社が実際にトポロジカルなキュービットを構築したかどうかを疑問視し、量子システムの行動はしばしば証明するのが難しいと述べました。「原則としてトポロジカルキットが可能であり、人々はそれが価値のある目標であることに同意します」とアリセア博士は言いました。 「ただし、理論が予測するすべての魔法の方法でデバイスが動作することを確認する必要があります。そうでなければ、現実は量子コンピューティングのバラ色が少ないことが判明するかもしれません。幸いなことに、Microsoftは今、試すように設定されています。」Microsoftは、8つのトポロジカルキュービットのみを構築しており、コンピューティングの性質を変える計算をまだ実行できないと述べました。しかし、同社の研究者は、これをはるかに強力なものを構築するための一歩と考えています。今のところ、科学者は間違いを減らす方法を開発していますが、このテクノロジーは本当に多くのエラーを真に便利にしています。昨年、Google 示した それがQubitsの数を増やすと、複雑な数学的手法を通じてエラーの数を指数関数的に減らすことができます。MicrosoftがトポロジカルなQubitsを完成させることができれば、エラーの修正はそれほど複雑ではなく、より効率的になります、と多くの科学者は言いました。qubitは複数の値を同時に保持することができますが、固有の問題によって負担がかかります。研究者がqubitに保存されている情報を読み取ろうとすると、それは「デコハーリング」し、1つの値のみを保持する古典的なビットに崩壊します：a 1またはa 0。これは、誰かがqubitを読んでいる場合、基本的な力を失うことを意味します。科学者は本質的な問題を克服する必要があります。使用するたびにコンピューターが壊れた場合、どのようにしてコンピューターを構築しますか？Googleのエラー修正方法は、この問題に対処する方法です。マイクロソフトは、トポロジカルキュビットが異なる動作をし、誰かが保存されている情報を読むと崩壊する可能性が低いため、問題をより速く解決できると考えています。「それは本当に良いキュービットになります」とナヤック博士は言いました。…