Microsoft представила квантовый чип Majorana 2. Физики говорят: вы так и не доказали, что первый работал

Microsoft представила квантовый чип Majorana 2 и заявила о резком улучшении технологии, на которой строит собственный путь к квантовому компьютеру. Независимые физики встретили анонс с недоверием: по их оценке, компания до сих пор не доказала, что базовый элемент выбранной схемы вообще работает.

Название Majorana 2 отсылает к квазичастицам Майораны. В физике так называют коллективное состояние электронов, которое может возникать в особых сверхпроводящих структурах при сверхнизких температурах. Microsoft пытается использовать этот эффект как основу для топологических кубитов. Ожидается, что подобные квантовые биты будут лучше защищены от шума, из-за которого обычные квантовые системы быстро ошибаются.

Квантовые вычисления требуют очень хрупких состояний. Температурные колебания, электромагнитные помехи и дефекты материала могут разрушить вычисление раньше, чем устройство даст результат. Топологический подход должен снизить уязвимость за счёт способа хранения информации. Microsoft хочет управлять несколькими квазичастицами Майораны на одном устройстве и связывать их в более устойчивый кубит.

При рабочей реализации компания получила бы сильное преимущество. Microsoft утверждает, что выбранная архитектура в будущем позволит размещать миллионы кубитов на одном чипе. Для практического квантового компьютера масштаб критичен: полезная машина потребует огромного числа стабильных кубитов, потому что значительная часть ресурсов уйдёт на исправление ошибок.

На брифинге перед анонсом руководитель квантового направления Microsoft Джейсон Зандер представил Majorana 2 как новый этап для команды. Корпорация много лет делает ставку на топологические кубиты, но выбранный путь уже привёл к серьёзным спорам. В 2021 году Microsoft отозвала заметную статью из Nature после критики независимых экспертов. Физики указали, что результаты можно объяснить дефектами материала, а не появлением топологического кубита.

После отзыва статьи вопросы к исследованиям Microsoft не исчезли. Похожие претензии звучали к нескольким последующим публикациям, а также к прошлогоднему анонсу Majorana 1. Новый чип опирается на ту же спорную научную линию. Свежие данные компания изложила в препринте, который ещё не прошёл рецензирование.

В Majorana 2 инженеры изменили конструкцию устройства. Вместо алюминиевого сверхпроводника, который использовался в Majorana 1, команда применила свинец. Участник проекта Четан Наяк на брифинге признал, что выбор материала кажется странным, потому что свинец обычно стараются не добавлять в устройства без необходимости. В Microsoft считают, что замена сверхпроводника и другие настройки увеличили время жизни предполагаемого кубита.

Компания заявляет, что время жизни выросло до диапазона от 20 секунд до минуты. Для квантовой системы подобные значения выглядят значительными, но главный спор связан не с длительностью сигнала. Microsoft объясняет улучшение ростом топологического энергетического зазора. Такой зазор должен защищать квантовое состояние от ошибок. Скептики отвечают, что сначала нужно доказать природу наблюдаемого эффекта, а уже потом говорить о качестве защиты.

Microsoft уже изменила дорожную карту и теперь собирается показать масштабируемые практические квантовые вычисления к 2029 году. Компания связывает ускорение планов с быстрым прогрессом Majorana 2. На фоне нерешённых вопросов обещание выглядит рискованным: речь касается не отдельного лабораторного сигнала, а системы, которую можно будет расширять до уровня реальных вычислений.

Физик Генри Легг из Сент-Эндрюсского университета в Шотландии видит слабое место в наборе данных. По его словам, препринт показывает лишь несколько предполагаемых эпизодов на одном устройстве. Для физики конденсированного состояния этого мало. Необычный сигнал может появиться из-за случайного дефекта, загрязнения или особенности конкретного образца, а затем не повториться на других чипах.

Надёжное доказательство требует множества устройств и воспроизводимого результата. Легг считает, что Microsoft этого не показала. По его оценке, работа не соответствует стандарту, который научное сообщество применило бы к обычной исследовательской группе или аспиранту.

Масштаб Microsoft усиливает претензии. От корпорации с триллионной капитализацией ждут не громкого пресс-релиза с амбициозной датой, а набора данных, который выдержит рецензирование и проверку независимыми лабораториями. Пока работа остаётся препринтом, ключевая претензия сохраняется: данные могут показывать не топологический кубит, а побочный эффект материала.

Физик Сергей Фролов из Питтсбургского университета приводит ещё один аргумент против доверия к новому анонсу. Предыдущий препринт Microsoft на близкую тему не вышел в рецензируемом журнале с прошлого лета. По мнению Фролова, это может указывать на отказ со стороны ведущих научных изданий. Новый материал, по его оценке, не опирается на достаточно прочную исследовательскую базу.

Microsoft продолжает настаивать, что доказала существование нужной физики и показала путь к топологическому кубиту. Зандер несколько раз сравнил ситуацию с историей Bell Labs и транзистора. По его логике, инженерам Bell Labs не требовалось заново доказывать существование электрона перед созданием транзистора, а Microsoft пришлось сначала подтвердить, что майорановская теория реализуется в выбранной платформе.

Спор вокруг Majorana 2 давно вышел за пределы одного чипа. Microsoft пытается убедить рынок, что выбрала более трудный, но потенциально более масштабируемый путь к квантовым вычислениям. Независимые физики требуют повторяемых экспериментов, нескольких устройств и рецензируемой публикации. До такой проверки Majorana 2 остаётся заявкой Microsoft, а не общепринятым доказательством работоспособного топологического кубита.