Microsoft denkt door gebruik te maken van een van een zeldzame staat van materiaal (de Majoranadeeltjes, vernoemd naar de spoorloos verdwenen Italiaanse ‘ontdekker’), die in 1937 voorspeld is, de weg geopend te hebben naar een kwantumcomputer met een miljoen kwantumbits binnen enkele jaren. Op dit gebied is veel voorspeld. Nu de, vaak harde, praktijk nog. Inmiddels is de het bewijs van het bestaan van dit type kwabits al door verschillende deskundigen in twijfel getrokken door, onder meer, Henry Legg, een theoretische natuurkundige van de universiteit van St Andrews (Scho), in een niet beoordeelde publicatie.
Microsoft introduceerde naar eigen zeggen ’s werelds eerste kwantumchip, de Majorana-1 (met slechts acht kwantumbits), die wordt aangestuurd door nieuwe topologische kernarchitectuur waarvan het bedrijf verwacht dat daarmee kwantumcomputers mogelijk worden die eindelijk (zucht) in een paar jaar zinvolle problemen zouden moeten kunnen oplossen.
Daarbij wordt gebruik gemaakt van wat Microsoft ’s werelds eerste topogeleider noemt. Dat zou een type materiaal zijn, bestaand uit lagen indiumarsenide (een halfgeleider) en een aluminiumsupergeleider, dat Majoranadeeltjes kan waarnemen en sturen om betrouwbaardere en schaalbare kwabits te kunnen produceren; de basiselementen voor kwantumcomputers. Het is nog steeds de vraag, dacht ik=as, of die theoretische ‘deeltjes’ ook echt bestaan, dus….?

“We deden een stap terug en zeiden ‘Oké, laten we de transistor voor het kwantumtijdperk uitvinden. Welke eigenschappen moet die hebben?’” zegt Chetan Nayak van Microsoft. “Zo zijn we hier gekomen. Het zijn de specifieke combinatie, de kwaliteit en de belangrijke details in ons nieuwe materiaal die een nieuw soort kwabit en uiteindelijk onze hele architectuur mogelijk hebben gemaakt.”

Majoranadeeltjes

De Italiaanse natuurkundige Ettore Majorana stelde deze deeltjes in 1937 voor. Ongeladen spin-1/2-deeltjes kunnen beschreven worden door een reële golfvergelijking (de Majorana-vergelijking, een aanpassing van de Dirac-vergelijking), en zouden daarom gelijk zijn aan hun antideeltje, schrijft de WikiPedia. Zoals gezegd is lang getwijfeld of die deeltjes wel bestaan. Majorana kon het niet meer uitleggen, want hij verdween in 1938 op mysterieuze wijze tijdens een bootreis van Palermo naar Napels.
Die vereniging van deeltje en antideeltje zou het theoretisch mogelijk maken om twee van deze deeltjes samen te brengen. Die zullen elkaar dan vernietigen met een enorme hoeveelheid energie (zoals normaal is) of die kunnen stabiel naast elkaar bestaan ​​om samen een paar vormen, waardoor ze in staat zijn om kwantuminformatie op te slaan, is het verhaal. Ik neem aan dat die laatste situatie de werkelijke is.

De nieuwe architectuur die is gebruikt om de Majorana 1-processor te ontwikkelen, biedt volgens Microsoft de mogelijkheid om een ​​miljoen kwabits op een enkele chip aan te brengen die in de palm van iemands hand past. Dan zou je, is de steeds weerkerende voorspelling, pas echt ongekende dingen mee kunnen doen waar geen miljoen digitale supercomputers tezamen aan zouden kunnen tippen. Of dat zo is moet nog maar afgewacht worden.
Nayak, niet geheel vrij van bluf: “Wat je ook doet in de kwantumruimte, er moet een pad zijn naar een miljoen kwabits. Als dat niet zo is, dan loop je tegen een muur aan voordat je de schaal bereikt waarop je de echt belangrijke problemen kunt oplossen die ons motiveren. We hebben daadwerkelijk een pad naar een miljoen uitgewerkt.”

Twijfel

“Het beoordeelde artikel (in Nature; as) is vrij duidelijk. Dat geeft geen bewijs voor topologische kwabits”, zegt Winfried Hensinger van de universiteit van Sussex, die werkt met ‘gevangen’ ionen als kwantumbits. “Het persbericht suggereert anders. Dat is ongehoord in de academische wereld. Je moet niets stellen dat niet door beoordeeld onderzoek wordt onderbouwd, tenzij zoiets wordt gepresenteerd in een voorpublicatie.”

Volgens Nayak kwam het bewijs van een topologische kwabit pas rond in de periode tussen het aanbieden van het artikel in maart vorig jaar en de publicatie op 19 februari. Hij zal het bewijs presenteren tijdens een bijeenkomst van de Amerikaanse natuurkundige vereniging in Anaheim in maart. Hensinger blijft bij zijn bezwaar. “Je moet niet met dat soort stelligheden komen. Dat is ongezond en schaadt het vak.” Zulke uitspraken zouden onterechte verwachtingen kunnen leiden over de mogelijkheden van kwantumcomputers, stelt hij. We wachten een en ander rustig af.

Bronnen: Microsoft, livescience.com