新たな物質状態がマイクロソフトの量子コンピューティングチップを動かす

マイクロソフトは、同社の研究者らが、これまでに見たことのない物質の状態を利用する新しい量子コンピュータ プロセッサを開発したと発表した。マジョラナ 1 と呼ばれるこの技術的飛躍は、人工知能、医療研究、持続可能エネルギー、その他多くの業界で現在達成不可能な進歩を可能にする強力な量子コンピュータの時代に向けた大きな一歩となる。

従来のコンピューターは、発明されて以来、1 と 0 の文字列として表されるバイナリ「ビット」情報を使用する半導体チップにほぼ依存してきました。これらのチップはますます強力になり、同時に小型化していますが、このハードウェアに保存できる情報量には物理的な限界があります。これに対して、量子コンピューターは「キュービット」（量子ビット）を使用して、多くの場合極低温で亜原子粒子が示す奇妙な特性を利用します。

2 つの量子ビットは、いつでも 4 つの値を保持でき、量子ビットの数が増えると、計算能力が飛躍的に向上します。これにより、量子コンピューターは、今日のスーパーコンピューターがほとんど時代遅れに思えるほどの速度と規模で情報を処理できます。たとえば、昨年 12 月、Google は実験的な量子コンピューター システムを発表しました。研究者によると、このシステムでは、ほとんどのスーパーコンピューターが完了するのに 10 兆年以上かかる計算をわずか 5 分で完了できるとのことです。これは、私たちが理解している宇宙の年齢よりも長いものです。

しかし、グーグルの量子処理ユニット（QPU）は、2月19日にネイチャー誌に掲載された論文で詳述されているマイクロソフトのマジョラナ1の設計とは異なる技術に基づいている。17年以上の設計と研究の成果であるマジョラナ1は、トポロジカル超伝導の創出を通じて同社が「トポロジカル量子ビット」と呼ぶものに依存している。トポロジカル超伝導は、これまで概念化されていたが文書化されたことのない物質の状態である。