マイクロソフト、画期的な量子チップ「マジョラナ 1」を発表
量子コンピューティングの分野で大きな進歩を遂げる中、マイクロソフトは、最大 100 万個のエラー耐性トポロジカル量子ビットをサポートする能力を組み込んだ Majorana 1 チップの発売を発表しました。このチップは、このアプリケーション専用に設計された新しい素材の開発によって実現しました。マイクロソフトによると、この画期的な進歩は、同社の「小型で高速、かつ簡単に制御できる、まったく異なるタイプの量子ビットを設計する」能力を実証しています。
マイクロソフトの量子ロードマップの進捗
マジョラナ 1 の発表は、量子スーパーコンピューターの実現に向けたさまざまなマイルストーンを示したマイクロソフトの 2023 年ロードマップと一致しています。この発表により、マイクロソフトは正式に 2 番目のマイルストーンである世界初のトポロジカル量子ビットの実証を達成しました。ロードマップには、次の 6 つの重要なマイルストーンが含まれています。
マイルストーン 01: マヨラナの作成と制御 Microsoft は、マヨラナ ゼロ モードに関連する物質の位相位相を誘導および制御するデバイスのエンジニアリングの先駆者であり、新しい形式の量子ビット テクノロジへの道を切り開きました。
マイルストーン 02: ハードウェア保護量子ビット エラー保護を内蔵した保護量子ビットを導入し、このイノベーションにより量子ビット技術がアナログ制御からデジタル制御に移行します。
マイルストーン 03: 高品質のハードウェア保護量子ビット 運用のスケーラビリティを高め、エラーを最小限に抑えるために、これらのデジタル制御のハードウェア保護量子ビットは、さまざまな品質改善とともに絡み合ったり編んだりすることができます。
マイルストーン 04: マルチ量子ビット システム プログラム可能な量子処理ユニット (QPU) により、複数の量子アルゴリズムの実行が容易になり、さまざまな量子ビット間の共同操作が可能になります。
マイルストーン 05: 回復力のある量子システム 真の論理量子ビットを採用することで、量子マシンは物理量子ビットよりも高品質の操作を実行できるようになり、信頼性の高い量子操作の基盤が整い、機能的な量子スーパーコンピューティングへの道が開かれます。
マイルストーン 06: 量子スーパーコンピュータ この高度な量子スーパーコンピュータは、1 兆分の 1 未満のエラー率で 100 万 rQOPS/秒の信頼性の高いパフォーマンスから始まり、最終的には化学や材料科学の高度な課題に対応するために 1 億 rQOPS/秒まで拡張され、従来のコンピュータよりも優れたパフォーマンスを発揮します。
急速な前進
マイクロソフトは、最初のマイルストーンから 2 番目のマイルストーンへの移行にわずか 18 か月を要したため、数十年ではなく数年以内に完全に機能する量子スーパーコンピューターを実現できるという自信を示し、2035 年までの完成を目標としています。この勢いが継続し、後続の各マイルストーンが同じペースで達成されれば、2031 年までに最終マイルストーンが達成される可能性もあります。
マジョラナ1の利点と影響
現在開発中のマヨラナ 1 チップは 8 個の量子ビットを収容できますが、100 万個まで拡張できるように設計されています。この機能が完全に拡張されると、量子コンピューターは従来のスーパーコンピューターでは対応できない複雑な問題に取り組むことができます。マイクロソフトが概説した無数のメリットの中でも、量子コンピューティングが自己修復材料、農業の進歩、より安全な化学物質の発見におけるイノベーションを促進する可能性が際立っています。さらに、このようなテクノロジーは、従来のウェットラボ実験ではなく量子コンピューティングを通じて発見を促進することで、実験検索に関連するコストを大幅に削減できます。
コンパクトなデザインと将来の展望
驚くべきことに、Majorana 1 チップは手のひらサイズで、量子コンピュータ システムにシームレスに統合できます。Microsoft は、次元的に最適化されたトポロジカル キュービットに戦略的に注力しており、このコンパクトな設計が実現しています。このバランスは非常に重要です。キュービットが小さすぎると、制御ラインを効率的に実行できなくなりますが、大きすぎると、非現実的なほど大規模なコンピューティング環境が必要になるリスクがあります。
さらなる読書とコミュニティへの参加
マジョラナ 1 チップの複雑な技術的詳細に興味のある方のために、マイクロソフトはNatureとarXivに包括的な研究論文を発表しています。マイクロソフトの量子マイルストーン達成までのタイムラインについて、コメント セクションでご意見をお聞かせください。これらの目標は 2031 年頃、あるいは 2035 年頃に達成されると思いますか?
出典:マイクロソフト
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