Microsoft - выделяется среди компаний, инвестирующих в исследования квантовых вычислений.
В отличие от Google, IBM или нескольких стартапов, которые построили экспериментальные прототипы из сверхпроводящих цепей, ионов или фотонов,
Microsoft заявила, что будет использовать уникальное, но пока теоретическое явление для создания своего собственного квантового компьютера. Есть много признаков того, что из этого ничего не вышло.
В 2018 году группа исследователей из Microsoft из Делфтского технического университета объявила в научном журнале Nature, что они нашли доказательства существования так называемого фермиона Майораны. Ученые заявили, что наблюдали неуловимую частицу на нанотрубках, помещенных в сверххолодные условия.
Что такое майоранский фермион? Итальянский ученый Этторе Майорана постулировал существование частиц, которые сами по себе являются античастицами (частицы и античастицы неотличимы). Они могут существовать во всех состояниях одновременно. Хотя они еще не наблюдались, они представляли интерес для ученых, работающих над квантовыми компьютерами. Если бы их можно было производить, они бы идеально подходили для создания таких компьютеров. Отсюда интерес Microsoft к исследованиям майорановских фермионов.
Уловка? Никому и никогда не удавалось подтолкнуть электроны к образованию майорановской частицы. Теперь перспективы кажутся еще более мрачными: ранее в этом месяце исследователи, аффилированные с Microsoft, отозвали широко разрекламированную статью в журнале Nature за 2018 год, в которой приводились убедительные экспериментальные доказательства того, что частица была создана ими.
Делфтский университет в Нидерландах, в котором работает Лео Кувенховен, физик и сотрудника Microsoft и который руководил экспериментом, также провел независимое расследование работы команды.
В отчете, опубликованном в день опровержения, группа обнаружила, что команда Кувенховена выбирала свои данные предвзято, так что их измерения выглядели более убедительными.
Исследователи установили, что команда не собиралась вводить в заблуждение. «Они были немного небрежными», - сказал физик Патрик Ли из Массачусетского технологического института, который участвовал в независимом расследовании. «Я не могу найти лучшего способа описать это».
Авторы разработали свой эксперимент на основе более ранних теоретических работ. В этих работах было предсказано, что при определенных условиях две майорановские частицы, каждая из которых ведет себя как половина электрона, должны образоваться на обоих концах полупроводниковой проволоки, обернутой оболочкой из сверхпроводника. Чтобы сделать кубит - фундаментальный строительный блок квантового компьютера - вы могли бы затем закодировать информацию, поменяв местами два полуэлектрона на проводе, в процессе, похожем на плетение волос. Перестановка справа налево может означать 1, а слева направо - 0. Устройство, сделанное из Майорана, известно, как топологический квантовый компьютер. Поскольку эта информация закодирована в ориентации двух частиц, а не в свойствах самих частиц, предполагается, что топологический квантовый компьютер менее подвержен ошибкам, чем существующие конструкции кубитов. Однако еще никому не удалось создать топологический кубит, не говоря уже о компьютере.
Несмотря на участие крупных технологических компаний, квантовые вычисления по-прежнему в значительной степени являются областью исследований. Хотя некоторые компании создали небольшие прототипы устройств, эти квантовые компьютеры не могут решить полезные проблемы. Одно из их основных ограничений заключается в том, что они не могут выполнить идеально разработанный алгоритм без совершения ошибок, а эксперты не знают, как исправить эти ошибки.
В отчете Делфтского университета говорится, что авторы были настолько заинтересованы в поиске частицы Майораны, что обманули себя, думая, что видели ее. Исследователи процитировали физика Ричарда Фейнмана: «Первый принцип заключается в том, что вы не должны дурачить себя - вас легче всего обмануть».
Сомнения в отношении работы начались еще в ноябре 2019 года, когда физик Сергей Фролов из Университета Питтсбурга обнаружил, что не может воспроизвести экспериментальные результаты статьи. Сотрудничая с Винсентом Муриком из Университета Южного Уэльса, Фролов попросил команду Кувенховена поделиться своими данными, и они обнаружили, что исходный документ содержал неправильно подобранные данные. «Стало ясно, что их претензии не обоснованы», - сказал Фролов. Фролов и Мурик предупредили авторов и Nature, и их анализ стимулировал независимое расследование и, в конечном итоге, опровержение статьи 8 марта 2021 года.
Физик Санкар Дас Сарма из Университета Мэриленда, один из соавторов отозванной статьи, недавно опубликовал новую теоретическую работу, показывающую, что для эксперимента требуются материалы с гораздо меньшим количеством примесей для создания майораны.
Опровержение также показывает, что научный процесс «хрупок», - сказала Голдхабер-Гордон. У очень немногих людей есть опыт, чтобы даже обнаружить ошибки группы. «Точка опасности в нашей научной системе состоит в том, что очень трудно оценивать утверждения других людей», - сказал он.
Статья полностью .
