Nie chodzi nawet o brak postępu, bo ten jest ogromny. Chodzi raczej o to, że kwantowe komputery ciągle rozbijają się o ten sam mur – delikatność samej informacji. Możemy zbudować układ, schłodzić go do ekstremalnych temperatur, wykonać eksperyment i pokazać imponujące wyniki, ale jeśli kubity gubią swój stan zbyt szybko albo błędy mnożą się szybciej niż obliczenia, to nadal mówimy bardziej o laboratorium niż o maszynie, która zmieni przemysł z dnia na dzień. Dlatego najnowsze osiągnięcie Microsoftu jest dla mnie tak ciekawe.
Majorana 2 to nie jest kolejny “większy chip”. Microsoft gra o stabilność
Microsoft zaprezentował Majorana 2, czyli następcę procesora kwantowego Majorana 1 z 2025 roku. Najważniejsza deklaracja? Nowa generacja kubitów ma być 1000 razy bardziej niezawodna od poprzedniej, a średni czas życia stanu kwantowego wynosi już “aż” 20 sekund, choć pojedyncze przypadki sięgają aż minuty. Firma twierdzi też, że dzięki temu skraca własną drogę do skalowalnego komputera kwantowego i celuje już w 2029 rok.
Czytaj też: NVIDIA chce zrobić z Windowsa komputer nowej ery. RTX Spark ma być początkiem
Nie mówimy oczywiście o zwykłym “czasie pracy procesora”, ani o tym, że komputer kwantowy nagle przechowuje dane jak dysk SSD. Chodzi o czas życia parzystości w topologicznym układzie, czyli o to, jak długo pewien stan związany z liczbą elektronów w przewodzie pozostaje stabilny, zanim zaburzenia zewnętrzne lub wewnętrzny szum popsują odczyt.
Jak działa Majorana 2?
Najważniejsze jest jednak to, co zmieniło się pod spodem. Majorana 1 korzystała z aluminiowych elementów nadprzewodzących, natomiast Majorana 2 przechodzi na ołów i zmieniony stos materiałowy z udziałem arsenku indu oraz arsenku indu i antymonu. Microsoft uznaje to za drogę do bardziej stabilnej fazy topologicznej, która ma chronić informację kwantową przed zakłóceniami. Topologiczna przerwa energetyczna ma być ponad dwukrotnie większa niż w poprzednim układzie, a operacje mają odbywać się w skali mikrosekund. Sam kubit ma mieć rozmiar rzędu 0,01 mm, czyli około 10 mikrometrów.
Microsoft nie próbuje wyłącznie “mocniej trzymać” kruchego kubitu w ryzach. Topologiczny kubit ma działać inaczej. Informacja nie jest przechowywana lokalnie w jednym delikatnym punkcie, tylko rozproszona w strukturze związanej z parami stanów Majorany. W dużym uproszczeniu chodzi o to, żeby uszkodzenie czy zakłócenie jednego fragmentu układu nie niszczyło od razu całej informacji.
Czytaj też: Światło nauczyło się udawać pamięć. Neuromorficzne komputery robią się coraz mniej normalne
Microsoft pokazał więc właśnie jeden z bardziej interesujących kierunków ucieczki od klasycznego problemu błędów. Podobny niepokój o stabilność i skalowanie zauważyłem zresztą przy superatomach złota analizowanych jako potencjalna droga dla technologii kwantowych oraz przy komputerach opartych na elektronach nad ciekłym helem. W każdym z tych przypadków chodzi o ten sam lęk branży, bo o to, jak przejść od wyjątkowego układu do infrastruktury, która da się powielać.
Dlaczego 20 sekund robi tak absurdalnie duże wrażenie?
W klasycznym komputerze bit jest brutalnie prosty i wynosi zero albo jeden. W komputerze kwantowym kubit może istnieć w stanie znacznie bardziej złożonym, ale płaci za to ogromną podatnością na zakłócenia. Wibracje, ciepło, szum elektromagnetyczny, niedoskonałość materiału, problemy z odczytem – wszystko zaczyna mieć znaczenie. Dlatego współczesna informatyka kwantowa nie jest tylko wyścigiem na liczbę kubitów. Jest wyścigiem na jakość kubitów, korekcję błędów, czas koherencji, powtarzalność produkcji i możliwość łączenia wszystkiego w większe układy.
Czytaj też: Raspberry Pi w kieszeni. Ten projekt zamienia moduł CM5 w prawdziwy komputer mobilny
Dlatego też patrzę na Majorana 2 trochę jak na próbę zmiany głównego tematu rozmowy. W branży łatwo jest pokazać liczbę kubitów, bo pozwala robić proste porównania. Pisałem już o tym przy chińskim Hanyuan-2 z dwoma układami po 100 atomów rubidu, gdzie liczba 200 kubitów wyglądała atrakcyjnie, ale dopiero pytania o ich integrację, kontrolę i stabilność pokazywały prawdę o niepewności takiego sprzętu. Jeśli więc te wyniki Microsoftu się obronią, nadejdzie czas zmian, bo 20 sekund nie jest czymś małym. Operacje kwantowe mają zachodzić w mikrosekundach, więc taka długość życia parzystości daje ogromne okno czasowe względem samego tempa działania układu.
Przyszłość jest teraz, ale jeszcze za szybą laboratorium
Majorana 2 nie sprawi, że klasyczny komputer stanie się przeżytkiem. Nie sprawi też, że jutro zaczniemy pisać gry, symulacje albo modele leków pod domowy komputer kwantowy. Pokazuje jednak, że ludzkość naprawdę zaczyna dłubać przy granicy obliczeń. Jeśli więc Microsoft ma rację, to za trzy lata będziemy wspominać Majorana 2 jako jeden z tych punktów, w których komputer kwantowy przestał być symbolem przyszłości, a zaczął wyglądać jak sprzęt z konkretną ścieżką rozwoju. Jeśli firma się myli, nadal zostanie nam bardzo cenna lekcja o tym, jak trudne jest oswajanie materii na poziomie, na którym informacja staje się czymś niemal fizycznie płochliwym.
Źródła: Microsoft
