Microsoft predstavil kvantový procesor Majorana 2

Microsoft predstavil nový kvantový čip Majorana 2, ktorý má posunúť jeho vývoj kvantových počítačov výrazne dopredu. Čip vznikal aj s pomocou platformy Microsoft Discovery a jej agentovej AI, ktorá výskumným tímom pomáhala pri analýze dát, automatizácii meraní, optimalizácii výroby a hľadaní problémov v procese vývoja.

Majorana 2 má podľa Microsoftu priniesť 1 000-násobné zlepšenie spoľahlivosti oproti predchádzajúcej generácii qubitov. Firma tvrdí, že qubity v novom čipe dokážu udržať kvantový stav v priemere 20 sekúnd, pričom v niektorých prípadoch vydržali až jednu minútu. V porovnaní s bežnými prístupmi, kde sa životnosť qubitov často počíta v mikrosekundách, ide o výrazný rozdiel.

Vďaka tomuto posunu Microsoft skrátil svoj plán vývoja škálovateľného kvantového počítača. Kým pôvodne počítal s dlhším horizontom, teraz očakáva, že by sa k škálovateľnému kvantovému počítaču mohol dostať do roku 2029. Takýto systém by podľa firmy mohol pomáhať pri riešení zložitých problémov v oblastiach ako zdravotníctvo, energetika, materiálový výskum, potravinová bezpečnosť alebo udržateľnosť.

Špecifikácie Majorana 2:

• Typ čipu: topologický kvantový čip
• Qubity: topologické qubity
• Spoľahlivosť: 1 000× vyššia oproti predchádzajúcej generácii
• Priemerná životnosť kvantového stavu: 20 sekúnd
• Najdlhšie zaznamenané prípady: približne 1 minúta
• Rýchlosť operácií: 1 mikrosekunda
• Veľkosť qubitu: približne 1/100 milimetra
• Nový materiálový základ: olovený supravodič namiesto hliníka
• Cieľ Microsoftu: škálovateľný kvantový počítač do roku 2029

Jednou z hlavných zmien je nový materiálový základ. Majorana 1 používal hliník, zatiaľ čo Majorana 2 prechádza na olovo. To má v kvantovom čipe pomáhať chrániť citlivé qubity pred rušením, napríklad pred kozmickými vplyvmi. Vývoj bol náročný, keďže kvantové zariadenia sa navrhujú na úrovni jednotlivých atómov a aj malé zmeny v štruktúre materiálu môžu výrazne ovplyvniť stabilitu.

Microsoft pri vývoji využíval agentov AI na spracovanie veľkého množstva dát, ktoré sa v kvantovom projekte nahromadili za takmer dve desaťročia. Dáta boli v rôznych formátoch a pochádzali z viacerých oblastí, od softvéru a architektúry cez návrh čipu až po výrobu a merania. AI agenti mali pomôcť hľadať súvislosti, ktoré by jednotliví výskumníci nemuseli vidieť, keďže projekt zasahuje do viacerých odborných oblastí naraz.

Agentová AI pomáhala aj pri automatizácii experimentov. Pri vytváraní topologického stavu treba nastavovať stovky parametrov a samotné merania sú časovo náročné. Microsoft tvrdí, že špecializovaný AI agent dokázal výrazne skrátiť čas potrebný na tieto procesy a priebežne vytvárať podrobnejšiu mapu podmienok, v ktorých qubity fungujú stabilne.

AI sa využila aj pri filtrovaní šumu v dátach. V jednom prípade mala pomôcť odhaliť nekalibrovaný teplotný senzor, ktorý ovplyvňoval výsledky vo výrobnom procese. Podľa Microsoftu nejde o nahradenie výskumníkov, ale o systém, v ktorom AI pripravuje odporúčania a človek zostáva súčasťou rozhodovania.

Popri čipe Majorana 2 Microsoft oznámil aj všeobecnú dostupnosť platformy Microsoft Discovery. Tá je určená pre výskum a vývoj a umožňuje nasadiť tímy AI agentov, ktoré dokážu analyzovať vedecké poznatky, navrhovať hypotézy, optimalizovať experimenty a overovať teórie. Platforma má zároveň obsahovať podnikové prvky pre bezpečnosť, správu dát a kontrolu výskumných procesov.

Firma zároveň pripravila aj aplikáciu Microsoft Discovery v skorom preview. Tá má ponúknuť časť funkcií lokálne na počítači a jednotlivci ju budú môcť používať bezplatne s GitHub Copilot účtom. Microsoft tým chce sprístupniť nástroje na AI asistovaný výskum aj menším tímom a individuálnym používateľom.

Majorana 2 tak Microsoft prezentuje nielen ako nový kvantový čip, ale aj ako ukážku toho, ako môže agentová AI zrýchliť vedecký výskum. V prípade kvantových počítačov pomáhala pri materiáloch, meraniach, výrobe aj analýze dát a má byť jedným z dôvodov, prečo si Microsoft trúfa na kratší časový plán smerom ku škálovateľnému kvantovému počítaču.