Под сомнением «прорыв» Microsoft в квантовых вычислениях

Критика, опубликованная в журнале Nature, ставит под вопрос базовую технологию «прорывного» квантового чипа Majorana 1 от компании Microsoft. Чип был представлен в феврале 2025 года, и тогда корпорация заявляла, что он основан на совершенно новой технологии — топологическом кубите. По словам представителей компании, топологические кубиты должны были стать «строительными блоками» для их будущего квантового компьютера. Новое поколение чипа, Majorana 2, было анонсировано на конференции Build ранее в этом месяце.

Квантовые притязания под критикой

Новое исследование утверждает, что корпорация Microsoft преувеличила свои квантовые заявления годичной давности. В рецензируемой критике чипа Majorana 1 утверждается, что компания не смогла убедительно продемонстрировать работоспособный топологический кубит. Microsoft с этими выводами не согласна.

Однако в рецензируемой статье Генри Легг, физик из Сент-Эндрюсского университета, повторно проанализировал данные Microsoft по их устройству и пришел к выводу, что исследователи компании изначально не продемонстрировали убедительно работоспособный топологический кубит.

Суть топологического подхода

Конструкция Microsoft, уникальная среди компаний, занимающихся квантовыми вычислениями, включает в себя тонкий провод — тоньше человеческого волоса — изготовленный из полупроводника арсенида индия, прикрепленного к сверхпроводнику. Теория предсказывает, что электроны в таком проводе образуют коллективный паттерн, известный как частица Майораны, в честь которой и назван чип. Microsoft стремится кодировать информацию в свойствах частицы Майораны.

Сторонники квантовых вычислений прогнозируют, что вычислительные возможности этой технологии будут способствовать открытию новых лекарств, развитию шифрования и машинного обучения. Компании, такие как Google и IBM, уже продемонстрировали более продвинутые машины, чем Majorana 1 или 2, хотя на данный момент ни один квантовый компьютер не смог убедительно выполнить что-либо действительно полезное. Тем не менее, Microsoft заявляла, что Majorana 1, а затем и Majorana 2, прокладывают путь к созданию практического квантового компьютера.

Топологический кубит, по замыслу, использует частицу Майораны для кодирования информации. Сторонники частицы Майораны считают ее перспективным материалом для кубитов, поскольку теория предсказывает, что при формировании топологических кубитов Майорана будет вычислять с меньшим количеством ошибок, чем конкурирующие материалы, такие как сверхпроводящие схемы, разрабатываемые IBM. Это предполагает, что в конечном итоге потребуется меньше топологических кубитов для масштабирования до полезного квантового компьютера.

Суть претензий Легга

Однако все эти преимущества возможны только в том случае, если Microsoft действительно удалось создать частицу Майораны. «Они не продемонстрировали убедительно наличие Майораны, — заявил Легг изданию The Verge. — Невозможно создать кубит, если у вас нет Майораны».

В своей критической статье Легг пишет, что то, что Microsoft выдает за признак частицы Майораны, на самом деле может быть результатом образования квантовых точек — структур, содержащих электроны, — в устройстве. Квантовые точки не подходят для создания квантового компьютера. Эксперт также утверждает, что Microsoft избирательно подходила к выбору данных.

Ответ Microsoft и развитие проекта

Команда Microsoft опубликовала в журнале Nature опровержение, оспаривая интерпретацию данных Леггом. В заявлении команды Microsoft говорится, что критика Легга «не представляет собой существенного научного вызова нашим выводам». По словам Четана Наяка, физика, возглавляющего квантовую команду Microsoft, Легг не «предложил альтернативной модели, которая соответствовала бы всем нашим данным».

Легг впервые разместил свою критику в онлайн-репозитории физических препринтов arXiv 26 февраля 2025 года, в течение недели после анонса Microsoft чипа Majorana 1. Журналу Nature потребовался год для проведения рецензирования и публикации его статьи.

Тем временем 2 июня Microsoft анонсировала новый чип Majorana 2, который, как утверждалось, представляет собой следующее поколение их топологических кубитов. Компания заявляет о планах создать «масштабируемый квантовый компьютер» к 2029 году. «Мы на 100% уверены в наших результатах, — подчеркнул Наяк в интервью The Verge. — Мы придерживаемся нашей дорожной карты. Мы сохраняем нашу давнюю приверженность научной строгости и диалогу».

По мнению Легга, описание чипа Majorana 2, представленное Microsoft в нерецензируемой рукописи, страдает от тех же проблем, на которые он указывал год назад. «Ничего в этой [рукописи] не решает фундаментальных проблем, которые многие ученые связывают с предыдущими заявлениями компании», — заявил Легг изданию The Verge.