Built with a breakthrough class of materials called a topoconductor, Majorana 1 marks a transformative leap toward practical quantum computing.
Topoconductor to nowe określenie przewodnika topologicznego.
Topologiczny komputer kwantowy to jeden z rodzajów komputera kwantowego. Wykorzystuje anyony, rodzaj kwazicząstek, który występuje w dwuwymiarowych układach. Linie świata anyonów przeplatają się, tworząc warkocze w trójwymiarowej czasoprzestrzeni (jeden wymiar czasowy i dwa przestrzenne). Warkocze działają jak bramki logiczne komputera. Podstawową zaletą stosowania warkoczy kwantowych w porównaniu z uwięzionymi cząstkami kwantowymi jest ich stabilność. Podczas gdy małe, ale kumulatywne zaburzenia mogą powodować dekoherencję stanów kwantowych i wprowadzać błędy w tradycyjnych obliczeniach kwantowych, takie zaburzenia nie zmieniają topologicznych właściwości warkoczy. Ta stabilność jest podobna do różnicy między przecięciem i ponownym przymocowaniem sznurka w celu utworzenia innego warkocza, a kulą (reprezentującą zwykłą cząstkę kwantową w czterowymiarowej czasoprzestrzeni) zderzającą się ze ścianą. Został on zaproponowany przez rosyjsko-amerykańskiego fizyka Aleksieja Kitajewa w 1997 roku.
Podczas gdy elementy topologicznego komputera kwantowego mają swoje źródło w czysto matematycznej dziedzinie, eksperymenty w ułamkowych układach kwantowych Halla wskazują, że elementy te mogą być tworzone w świecie rzeczywistym przy użyciu półprzewodników wykonanych z arsenku galu w temperaturze bliskiej zera absolutnego i poddanych silnym polom magnetycznym.
W lutym 2025 roku Microsoft ogłosił, że zbudował pierwszy topologiczny kubit, który zawiera tryby zerowe Majorany.
W 2018 roku Leo Kouwenhoven pracujący dla Microsoftu opublikował artykuł w Nature, w którym wskazał, że znalazł niezbite dowody na „szczyty zerowego odchylenia” wskazujące na kwazicząstki Majorany. W 2020 roku artykuł otrzymał notę redakcyjną wyrażającą zaniepokojenie. W 2021 roku w kolejnym artykule wskazano, że dane w artykule z 2018 roku były niekompletne i błędnie przedstawiały wyniki.
W 2023 roku badacze Microsoft Quantum opublikowali artykuł w Physical Review, w którym opisali nowe urządzenie, które może reprezentować logiczny kubit ze stabilnością sprzętową, mierząc fazę materii zgodną z obserwacją nadprzewodnictwa topologicznego i zerowych modów Majorany. Naukowcy poinformowali, że „takie urządzenia wykazały wystarczająco niski nieporządek, aby przejść protokół przerwy topologicznej, co dowodzi, że technologia jest wykonalna”. Publikacja ta została skrytykowana przez innych naukowców za to, że nie dostarczyła wystarczających dowodów na mody Majorany, jak w poprzednich artykułach.
W 2025 r. Microsoft wprowadził swój topologiczny kubit, wykonany z topologicznych nadprzewodników, oparty na cząsteczkach Majorany, które stworzyli przy użyciu nadprzewodników i pól magnetycznych. Pomiary mogą być aktywowane za pomocą impulsów napięcia. Projekt łączy aluminiowe nanodruty, tworząc kształt litery H. Logika sterowania utrzymuje kubity w wystarczająco niskich temperaturach. Ich topologiczne nadprzewodniki są wykonane z arsenku indu.
