Что не так с «квантовым прорывом» Майкрософт

ruticker 04.03.2025 15:25:04

Текст распознан YouScriptor с канала SciOne

распознано с видео на ютубе сервисом YouScriptor.com, читайте дальше по ссылке Что не так с «квантовым прорывом» Майкрософт

Инженеры и физики создали новое состояние вещества и построили на нём уникальный квантовый чип для квантовых компьютеров. Это первый в мире чип на основе нового материала — топологического сверхпроводника. В нём можно наблюдать и контролировать особые частицы майранов с нулевыми модами, что позволяет создавать крайне надёжные блоки квантовых компьютеров — кубиты в промышленных масштабах. А это означает, что нам не требуется десятилетия, а всего лишь считанные годы для создания первых полноценных квантовых компьютеров с миллионами кубитов, а не сотнями, как сейчас. Так говорится в пресс-релизе авторов работы и пересказывается в большинстве новостных заметок про это феноменальное достижение. Вот только есть одна небольшая проблема: если присмотреться повнимательнее, то все три никакого нового состояния вещества здесь не открывали и даже не создавали. Существование майранов частиц всё ещё не доказано, и главное, исследователи сами могут ручаться, что они открыли то, что заявляется. Будто бы они открыли. Означает ли это, что никакого достижения нет? Как ни странно, не означает. Достижение есть, но тогда в чём? Неплохо бы заодно понять, неужели кто-то здесь лжёт? Тогда в чём именно и может ещё зачем? Сейчас разберёмся. Несмотря на вал публикаций, в этой истории всего один первый источник — само исследование. Оно опубликовано в журнале *Nature*. У работы почти полторы сотни авторов — это учёные, в основном физики и инженеры. Все они сотрудники подразделения компании Microsoft, которые занимаются разработкой квантовых компьютеров. Некоторые из этих имён дальше нам ещё встретятся и тем самым укажут на кое-что очень важное. Помимо самой научной работы, есть научно-популярный обзор исследования на сайте Microsoft. По сути, это пресс-релиз, он пригодится, чтобы сопоставить с тем, что говорится в исследовании. Так вот, если почитать само исследование, то мы выясним, что учёные собрали некое устройство, которое, как они считают, позволило точно измерить свойства некой квазичастицы. Вот про что исследование буквально в паре слов. А вот это устройство в пресс-релизе и, повторяя за ним, многие СМИ называют новым состоянием вещества. На деле это наноструктура: нанесли тонкий слой обычного сверхпроводника — алюминия. На эту конструкцию подаётся очень тонко регулируемое напряжение и внешне тоже очень точно контролируемое магнитное поле. При определённом сочетании всех этих воздействий и свойств материалов на концах нано проволоки должны возникать некие очень важные квазичастицы, так предсказывает теория. Авторы считают, что в их конструкции и эксперименте такие квазичастицы возникают. И здесь самый важный момент: если это те самые квазичастицы, то исследователи действительно получили новый материал. Это уже не просто гибрид двух материалов, инженерная конструкция — это уже новый класс материала с уникальными свойствами. Топологический сверхпроводник, как когда-то полупроводник кремний, изменил нашу цивилизацию технологически, открыв дорогу ко всей той электронике, что мы сегодня используем. Также мог бы изменить и топологический сверхпроводник, потому что с ним у нас появилось бы наконец практичная и надёжная квантовая электроника, в первую очередь квантовые компьютеры. Поэтому главный вопрос сейчас: те ли это самые квазичастицы, которые получили авторы работы? И тут они дают честный ответ. Вот что они пишут в самом исследовании, а не в абстракте в начале работы: «Само по себе это измерение не позволяет однозначно различить майрановские нулевые моды в топологической фазе». Дальше авторы пробуют убедить, да именно убедить, а не доказать, почему они всё же считают, что измерили именно те самые квазичастицы, а не что-то другое. Вот: «Мы симуляции провели, вот всё в точности как описывает теория, а свойства, что мы измерили, держались долго, совсем как должно быть у тех самых квазичастиц. Да и сама наноструктура, что вот этим самозванцам, другим физическим явлениям, так похожим на желаемые квазичастицы, было бы крайне трудно образоваться». В конце же исследования, в стандартном разделе под названием «Обсуждение перспективы», авторы всё же повторяют главный и очевидно неприятный для них нюанс: «Эти измерения не определяют сами по себе, являются ли низкоэнергетические состояния, обнаруженные с помощью интерферометрии, топологическими». В результате что мы здесь имеем на самом деле? Сами следователи не говорят о создании нового фундаментального состояния материи, не создавали, и чипа создали. Наново из него можно было бы сделать кубиты нового типа, из которых уже и можно было бы собрать прорывные квантовые чипы. Если только нано проволока работает, то есть в ней случается новый тип сверхпроводимости. Но авторы признают, что не могут однозначно утверждать, являются ли наблюдаемые эффекты результатом новой сверхпроводимости. А если это лишь похожие явления, а не те самые, то для квантовой революции этого не хватит. Зато научились точно измерять свойства чего-то. Пока не ясно чего на концах той самой нано проволоки, что тоже очень важно. Без иронии, если технология заработает, но всё это мало похоже на то, о чём говорится в пресс-релизе компании Microsoft, которая финансирует это исследование. Мало ли фантазий бывает в пресс-релизах. Ну да, правда, но проблема в том, что пресс-релиз авторский. Там стоят имя и фамилия автора научпоп-изложения — это не просто один из авторов, это глава научной команды, проводившей исследование. Он же автор дорожной карты, плана, как его команда, а с ней корпорация Microsoft, должны прийти к созданию квантовых чипов на основе этого, как бы открытия. Вот видимо откуда заявление о чипе, которого ещё нет. Надежды и планы наложенные на весьма скромный успех, из которого пока не ясно, следует ли, что вообще можно будет создать такой чип. Словом, в первоисточнике, в научной статье, которую прочитают и поймут в основном профессионалы, глава научной команды и его коллеги крайне осторожны: «У нас, кажется, получилось, но ручаться не можем». А там, где выход к публике: «У нас получилось! Мы первые в мире! Вот прорывной квантовый чип и чёткий план на годы вперёд». Так что квантовая революция уже почти завтра. Мне показалось, что как-то уж слишком агрессивно, даже для маркетинговых материалов, сработано вопреки реально представленным результатам. Вот так на голубом глазу заявляется не просто успех, а успешный успех. Я решил кое-что проверить и вот что обнаружил. Возможно, это совпадение, и скорее всего это совпадение, но за 2 недели до того, как вышло агентство Минобороны США, которое занимается разработкой новых и перспективных технологий. Это оно стояло за созданием GPS, навигации, первых беспилотников, предшественника Интернета. Так вот, за 2 недели до выхода в *Nature* исследования и последовавшей затем шумихи, ДАРПА объявила о том, что выбрала две компании для создания квантового компьютера промышленного масштаба до 2033 года. То есть надо сделать квантовую машину, которую выгодно содержать, её вычислительные возможности окупают затраты на её содержание. Сейчас все прототипы, перспективные разработки, их содержание никак не окупается их практическими возможностями. То есть надо сделать хотя бы на уровне прототипа то, чего ещё никто не умеет делать, несмотря на 30 лет упорных и дорогих разработок. Одна компания, победившая в конкурсе ДАРПА, — это малоизвестный стартап из Калифорнии, а вторая — это Microsoft. Обе команды делают ставку на принципиально разные подходы в технологии. Тут военные хотят посмотреть, чей окажется рабочим. Они прямо так об этом и пишут в новостях про конкурс. Стартаперы используют кремниевую фотонику, то есть опираются на уже во многом существующие технологические процессы, а Microsoft пытаются сменить парадигму и получить те самые революционные топологические сверхпроводники, совершить прорыв в физике, который изменит и технологии. И вот спустя 2 недели после того, как новость об итогах конкурса появилась на сайте ДАРПА, в *Nature* выходят нашумевшие исследования. Если же копнуть ещё глубже, то можно найти другое очень интересное совпадение. В 2018 году в *Nature* выходит статья, в которой физики показывают, что обнаружили частицы майрана, предсказанные ещё в тридцатые годы прошлого века, но до сих пор неуловимые. Их особенность в том, что они же сами себе античастицы, а обнаружили их в одной из вариаций наноструктур, самых нано проволок. И выглядело это в измерениях как ни на что не похожий пик. Вот эти-то частицы и нужны были для прорывных квантовых чипов иного типа. Это исследование проводилось в Нидерландской лаборатории, которую финансировал Microsoft. Открытие означало, что многолетняя и многомиллиардная ставка корпорации на этот альтернативный подход оправдывается, потому что IBM и Google свои квантовые разработки строят на совсем других основаниях. Но три года спустя двое учеников руководителя того прорывного исследования, где открыли майраны, получили точно такой же пик в нано проволоке в тех же условиях, но только на одном конце. Это означало только одно: пик порождается чем угодно, но не теми самыми частицами. Они должны возникать сразу на обоих концах. Случилось закрытие, не сразу. Нано статью с открытием из журнала не отозвали. Но это ещё далеко не всё. Похожая история повторилась в 2020 году, отозвана одна статья той же самой Нидерландской лаборатории под вопросом других трудов той же команды и остальных групп, которые занимались частицами майрана. И тут важная деталь: не все эти исследования финансировались Microsoft, но корпорация финансировала ведущего специалиста в направлении, на которое она сделала ставку в своей квантовой гонке. И если присмотреться к другим именам в отозванных работах, то вы заметите интересные совпадения. Некоторые из них встречаются среди авторов нового исследования, которое мы только что разобрали. Это не означает, что и эта работа будет отозвана и признана недостаточно надёжной, чтобы на неё могли опираться другие учёные, но пока поводов считать её как минимум вызывающей вопросы слишком много. А главное, Microsoft, ссылаясь на это исследование, утверждает, что сделала на основании него полноценный работающий топологический кубит. Но из работы это никак не следует. Там про него ничего нет. Это вызывает вопросы у физиков, не связанных с командой авторов, и они говорят по сути одно и то же: «В своих комментариях нам нужны данные, потому что мы понимаем, насколько это сложная область. Мы не можем просто верить, мы учёные, нам нужно видеть сами данные». Тут интересен ответ главы команды, которая заявила о прорыве, того самого, что заявляет о новом квантовом чипе и прочих атрибутах прорыва. Он пришёл в личный блог физика Скотта Аронсона и сказал дословно: «Читатели нашей статьи в *Nature* могли заметить, что статья была представлена журналу 5 марта 2024 года и опубликована 19 февраля 2025 года. В течение прошедшего года мы продолжали развивать наши результаты. Я показал вам эти новые результаты во время нашего звонка и я подробно изложил их более чем 100 исследователям из различных отраслей промышленности и академических кругов на встрече Station Q. На этой неделе я расскажу о них во время своего выступления на мартовской встрече американского физического общества». Но идёт ли речь об исходных данных, которые просят предоставить независимые коллеги, или о чём-то другом, пока не ясно. С ключевыми фактами у меня по всей этой истории пока всё. Теперь предложу свою интерпретацию. Что же это всё-таки было? А вы можете оставлять свои комментарии под роликом, что вы думаете. Итак, Microsoft сделала ставку ещё в начале десятых годов на принципиально другой физический подход к созданию квантовых чипов. Ещё тогда её менеджеры, инвесторам и общественности обещали квантовый прорыв, причём называли горизонт в 5 лет, но он никак не случился, потому что это вопрос не столько технологический, сколько научный. Нельзя по команде сделать открытие, даже если заплатишь за него миллиарды долларов. Корпорация вкладывала в работу разных исследовательских групп в разных странах. Одна из групп, как вы видели, очень сильно подорвала доверие в целом к этому направлению исследований и разработок топологических сверхпроводников с майрановскими частицами. А другие группы пока так и не добились успехов. Успех же здесь, это важно, даже не в открытии частиц майрана или их аналога — майрановских нулевых мод в топологических сверхпроводниках, а в создании на их основе первых кубитов, строительных блоков квантовых компьютеров. Ведь суть всей возни — такие большие надежды именно вокруг топологических сверхпроводников, потому что они за счёт своих особенностей и особенности тех квази частиц позволяют создавать не сотни или тысячи, а миллионы кубитов. А значит, мы сможем создать не как бы прототипы, не имитации или приближения, а настоящие полноценные квантовые компьютеры. Да ещё и с перспективой их массового производства. Так вот, за все эти годы не было надёжных и не отозванных открытий частиц или их аналога — майрановских нулевых мод. Тем более не было сделано кубитов на их основе. Делая такое громкое заявление сейчас, когда очередное открытие под вопросом, квантовая команда Microsoft будто бы идёт в аванк, возможно, из-за победы в конкурсе ДАРПА или того, что оно может сулить в перспективе государственное партнёрство, в том числе финансирование в квантовых технологиях и, конечно, заказы. При этом научную репутацию берегут как могут. В отличие от прошлых отозванных работ, здесь они максимально осторожны в своих высказываниях, потому что они опубликованы в научном журнале. Но для конспирологов есть и тут интересное объяснение, не такое уж фантастическое. На мой взгляд, речь идёт о том, что невозможно защитить патентом, если состоялось научное открытие. Но именно оно — ключ к технологии и коммерческому преимуществу. Поэтому, если оно открытие реальное, то квантовая команда Microsoft оказывается в тисках между научными амбициями и жёсткими корпоративными интересами. Пока невозможно предъявить то, что гарантирует коммерческое преимущество, даже если конкуренты попытаются повторить. Они попытаются, нельзя давать все научно-технические карты в открытый доступ. Да и неизвестно, решились бы боссы, окажись достижения реальными, так поступить — показать всем и рассказать, как оно всё работает и как это повторить. В любом случае, Microsoft повысило ожидание до предела. После такого уже только триумфальная победа или разгромное поражение. На тихое отступление шансов почти не осталось. Призрак майрана здесь и он жаждет квантовой крови. Спасибо, друзья, что досмотрели. Извините за такую дотошность. В последнее время я вижу особую потребность в том, чтобы не только впечатлять, мечтать и вдохновляться, но и почаще присматриваться, разбираться, что же там на самом деле. Там, где эмоции велики и зашкаливают, это и увлекательно, и полезно. К этому меня недавно подтолкнул Артур Шарифов, мой друг и давний боевой товарищ. Когда-то мы снимали с ним одну студию, где делали ролики для своих каналов, а потом нас разбросало по разные стороны планеты. И вот он вернулся к тому, с чего когда-то начинал — преподаванию. И мне предложил: «Я как был не уверен, что могу дельно чему-то научить, так и остаюсь». Но в нашем разговоре я пришёл к тому, что ошибок уж я наделал достаточно за свою профессиональную жизнь. Человеку, которому постоянно надо разбираться в сложных темах и пытаться рассказать их как можно понятнее и точнее, а это уже опыт, и его можно осмыслить. Это всегда полезнее и быстрее, чем набивать собственные шишки. Так у нас с Артуром родилась идея образовательного проекта, где мы бы делились опытом, как быть, то что называется в журналистике, профессиональным дилетантом в работе, а может, даже и в жизни. Очень интересно и важно, что вы думаете, те, кому это может быть интересно и главное полезно. Команда Артура сделала бота для нашего проекта, через него мы будем сообщать об обновлениях. В субботу, 1 марта, например, будет большая закрытая встреча, где поговорим о проекте с интересующимися, ответим на вопросы, выслушаем мнение. Так что присоединяйтесь к Шарифов сайван боту. А здесь спасибо, друзья, за поддержку. А ещё на Бусте или Патреоне. Спасибо за подписки, лайки, дизлайки и комментарии — это всё помогает алгоритмам Ютуба замечать наши ролики и предлагать их всем, кому они могут быть интересны. Спасибо особенно: Павел Новиков, Пётр Кандауров, Андрей Полевой, Айди Багер, Павел Дунаев, Антон Польгуй, Хапче СК, Павел Борский, Олег Жиньяк, Конор Левич, Павел Валентой, Слов Вселенной, Алексей Шевелёв, Серёга, Павел Петриковский, Александр Аха, Станислав Чернин, Роман Бородуля, Дмитрий Шеховцов, Виталий Ребенко, Линар Хуснулин, Фимбо, Музыкальный Инструмент, Азазель, Екатерина Храпова, Фликс, Марат, Валерий Калмыков, Роман, Валерий Три, Илья Флакс, Мас Констрак, Рустам Бакеев, Руслан Сурма, Антон Надольский, Биохимик, Вива, Микола, Дмитрий Дунаев, Сака, Алексей Дедешко, Сума, Татами, Люз Док, Антон Буков, Василиса Версус, Пётр Дьячков. А с вами был Влад. Мирного нам неба и до встречи!

Назад

Залогинтесь, что бы оставить свой комментарий