Prispevek na spletnem portalu Nature News poroča o Microsoftovem čipu imenovanem Majorana 1 ter njihovi nedavni trditvi o preboju na področju kvantnega računalništva (angl. Quantum computing), natančneje o ustvaritvi prvih “topoloških kvantnih bitov” (angl. topological Qubit) z uporabo Majoranovih fermionov (angl. Majorana fermion) oziroma Majoranovih delcev, ki so sami sebi obenem antidelec. Podjetje upa, da bo ta tehnologija omogočila hitrejši razvoj uporabnih kvantnih računalnikov v primerjavi s konkurenčnimi pristopi. Vendar pa so nekateri fiziki do teh trditev skeptični.
Ključne ugotovitve in dejstva novice:
- Microsoftova trditev: Podjetje je objavilo, da je ustvarilo prve “topološke kvantne bite”, ki naj bi bili odpornejši na šum in s tem omogočili lažje povečanje njihovega števila v kvantnih računalnikih.
- Topološki kvantni biti: Ti kvantni biti temeljijo na topoloških stanjih elektronov v materialu, ki so odporna na motnje. Primerjava je narejena z dvema členoma v verigi, ki ostaneta povezana kljub premikanju ali rotaciji.
- Eksperimentalna osnova: Microsoft je v članku v reviji Nature (Microsoft Azure Quantum et al. (2025) Interferometric single-shot parity measurement in InAs–Al hybrid devices. Nature 638, pages 651–655 – https://doi.org/10.1038/s41586-024-08445-2 – open access article pdf) opisal eksperimente na superprevodnem nanosilnem napravi iz indijevega arzenida. Cilj je gostiti dve topološki stanji, imenovani Majoranovi kvazidelci, na vsakem koncu naprave.
- Dokazi o prisotnosti dodatnega elektrona: Meritve nakazujejo prisotnost dodatnega elektrona v nanosilnem vodniku, kar je korak proti ustvarjanju Majoranovih kvazidelcev. Vendar avtorji opozarjajo, da te meritve same po sebi ne zagotavljajo prisotnosti dveh Majoranovih kvazidelcev.
- Eksperimenti z dvema nanovlaknoma: Microsoftova ekipa je izvedla nadaljnje eksperimente, v katerih sta bili dve nanovlakni združeni v superpoziciji dveh stanj, kar je po besedah Microsoftovega raziskovalca Chetana Nayaka “zgradilo kvantni bit in pokazalo, da je mogoče izmeriti ne samo parnost v dveh vzporednih žicah, ampak tudi meritev, ki premosti obe žici.”
- Skepticizem v znanstveni skupnosti: Nekateri raziskovalci izražajo skepticizem glede Microsoftovih trditev, predvsem zaradi pomanjkanja podrobnih dokazov v javni objavi v reviji Nature. Daniel Loss z Univerze v Baslu se sprašuje, zakaj podjetje ni počakalo z objavo, dokler ne bi imelo dovolj materiala za ločeno publikacijo. Georgios Katsaros z Inštituta za znanost in tehnologijo Avstrije pa pravi, da “brez vpogleda v dodatne podatke o delovanju kvantnih bitov ni mogoče veliko komentirati.”
- Pretekla kontroverza: Spomnimo na primer iz leta 2021, ko je bila umaknjena trditev Microsoftove ekipe iz Delfta o ustvaritvi Majoranovih stanj.
- Microsoftov odziv: Chetan Nayak iz Microsofta poudarja zavezanost podjetja k “odprti objavi naših raziskovalnih rezultatov pravočasno, hkrati pa ščiti intelektualno lastnino podjetja.” Dodaja, da bo sčasoma, ko bodo izvedli več vrst meritev, “težje razložiti naše rezultate z netopološkimi modeli.”
- Skepticizem glede celotnega pristopa: Vincent Mourik, fizik, čigar pomisleki so pripomogli k prejšnji umaknitvi trditve, je skeptičen do celotnega koncepta gradnje kvantnega računalnika na podlagi topoloških Majoranovih kvatnih bitov, kot ga zasleduje Microsoft.
Posledice:
Microsoftova trditev bi lahko predstavljala pomemben korak naprej v razvoju stabilnejših in lažje razširljivih kvantnih računalnikov. Vendar pa previdnost in skeptičnost znanstvene skupnosti poudarjata, da je za potrditev te tehnologije potrebno več neodvisnih preverjanj in podrobnih podatkov. Morebiten uspeh topološkega kvantnega računalništva (angl. Topological quantum computer) bi lahko imel revolucionarne posledice za različna področja, od znanosti o materialih do medicine in umetne inteligence.