Trong tự nhiên, có ba trạng thái cơ bản của vật chất gồm rắn, lỏng và khí — và hai dạng kỳ lạ mà chúng ta biết là plasma và Bose-Einstein Condensates (BEC). Microsoft đã tạo ra cái mà họ gọi là trạng thái topological của vật chất với những nghiên cứu mới của mình.
Công ty cho biết : "Bước đột phá này đòi hỏi phải phát triển một loại vật liệu hoàn toàn mới làm từ indium arsenide và nhôm, phần lớn trong số đó do Microsoft thiết kế và chế tạo từng nguyên tử một".
Về mặt kỹ thuật, công ty đã tạo ra một loại hạt mới có tên là Majoranas, lấy tên này để đặt cho con chip lượng tử mà nó cung cấp năng lượng. Microsoft tuyên bố, cho đến nay, trạng thái vật chất này chỉ tồn tại trên lý thuyết.
Đây là sản phẩm lai của hai thành phần chính: một dải nhôm đóng vai trò là bộ phận siêu dẫn, trong khi bộ phận bán dẫn được tạo ra từ một loại hóa chất gọi là Indium Arsenide (InAs).
Công ty cho biết thêm: "Khi được làm lạnh đến gần độ không tuyệt đối và được điều chỉnh bằng từ trường, các thiết bị này sẽ tạo thành các dây nano siêu dẫn topological với Chế độ Majorana Zero (MZM) ở đầu dây".
Theo quy tắc, khối cơ bản của máy tính lượng tử là qubit, tương tự như các bit nằm ở trung tâm của máy tính cổ điển. Đối với máy tính lượng tử chạy bằng Majorana, MZM đóng vai trò là vật liệu nền tảng cho qubit.
Hiện nay, qubit có thể được tạo ra theo nhiều cách khác nhau. Phiên bản của Microsoft dựa trên những gì công ty gọi là qubit topological. Cốt lõi của Majorana 1 là lõi topological có thể mở rộng lên đến một triệu qubit trên một chip duy nhất.
Nhờ sự đổi mới này, Microsoft cho biết họ đang trên đường phát triển nguyên mẫu máy tính lượng tử ổn định (FTP) đầu tiên trên thế giới sau nhiều năm chứ không phải nhiều thập kỷ.
Đáng chú ý là công ty đang thực hiện sứ mệnh này như một phần của chương trình Hệ thống chưa được khám phá dành cho máy tính lượng tử quy mô tiện ích (US2QC) của chính phủ do Cơ quan các dự án nghiên cứu tiên tiến về quốc phòng (DARPA) điều hành.
"Công nghệ nền tảng đã được chứng minh và chúng tôi tin rằng kiến trúc của chúng tôi có thể mở rộng", công ty lưu ý.
Microsoft cũng nhấn mạnh, sự tiến bộ của điện toán lượng tử sẽ tăng tốc đáng kể các quy trình khoa học, chẳng hạn như khám phá ra các loại thuốc mới, tạo ra vật liệu tự phục hồi, tiến bộ trong nông nghiệp, v.v.
Ví dụ, nghiên cứu của Microsoft về điện toán lượng tử cùng với các chuyên gia tại Đại học Case Western Reserve đã giúp phát triển các phương pháp quét ung thư nhanh hơn nhiều và cải thiện độ chính xác trong việc xác định các dấu hiệu bệnh. Những phát triển này có tiềm năng cách mạng hóa chẩn đoán và điều trị y tế bằng cách cho phép phát hiện sớm các bệnh như ung thư và quan trọng hơn là tổng hợp các loại thuốc mới.
