Фотоны, Majorana и кремний
Урок 17 из 23 курса «Квантум: курс с нуля». Бесплатно, с анимациями и тестом.
Кубит из света
Фотон тоже может быть кубитом: например, 0 — это один путь, 1 — другой, как в интерферометре из первого уровня. Плюсы: фотон почти не взаимодействует с окружением, поэтому мало шумит, и он сам летит по оптоволокну, а значит, кубиты легко соединять между собой. Минусы — оборотная сторона того же: фотоны не хотят взаимодействовать и друг с другом, а гейт на два кубита требует хитрых трюков. Главный враг тут не шум, а потери: фотон просто пропадает.
PsiQuantum: всё или ничего
Самая смелая фотонная ставка — у PsiQuantum. Компания не выпускает маленькие демо-машины, а сразу строит компьютер на миллион кубитов. Чипы печатает обычный полупроводниковый завод GlobalFoundries. В сентябре 2025 года PsiQuantum привлекла 1 миллиард долларов при оценке 7 миллиардов, строит площадки в Австралии и Чикаго и прошла в финальный этап отдельной программы DARPA. Риск в том, что до запуска большой машины трудно проверить, работает ли подход целиком.
Xanadu: собрать из кубиков
Канадская Xanadu пошла другим путём. В январе 2025 года она показала Aurora: 12 кубитов на 35 фотонных чипах, которые соединены оптоволокном в одну машину. Кубитов немного, но идея важная: большой квантовый компьютер можно собирать из одинаковых модулей, как серверы в дата-центре, и для связи между ними не нужен холодильник. Xanadu тоже прошла в этап B программы DARPA, а значит, её план считают серьёзным.
Топологический кубит: защита по устройству
Все кубиты выше борются с шумом коррекцией ошибок, то есть тратят много физических кубитов на один надёжный. Есть идея изящнее: хранить информацию не в одной точке, а «размазанной» между двумя далёкими частицами, их называют майорановскими модами. Как узел на шнурке: от лёгкой тряски он не развяжется, нужно целенаправленно его распутать. Если такие кубиты заработают, коррекции ошибок понадобится гораздо меньше.
Microsoft Majorana: смотри на рецензии
На топологические кубиты много лет ставит Microsoft. В феврале 2025 года компания анонсировала чип Majorana 1, но многие физики сочли данные недостаточными, чтобы доказать, что кубиты действительно топологические. В июне 2026 года вышел Majorana 2: заменили материал на свинец, и время жизни выросло с миллисекунд примерно до 20 секунд. Это пока препринт без рецензии, и критики говорят, что нужны дополнительные измерения. Урок: громкий анонс ещё не доказательство, жди рецензии и повторения.
Кремниевые спины: кубит как транзистор
Ещё один претендент: спин одного электрона, пойманного в кремнии под крошечным электродом. Устройство очень похоже на обычный транзистор, поэтому такие кубиты маленькие и их можно делать на существующих заводах. В теории на одном чипе поместятся миллионы. Подход моложе остальных, но в этап B программы DARPA прошли сразу три такие компании: Diraq, Quantum Motion и Silicon Quantum Computing. Так что следи и за ним.
Проверь себя
- Какая главная проблема фотонных кубитов?
Правильный ответ: Фотоны теряются и плохо взаимодействуют друг с другом. Фотон почти не шумит, но легко теряется, а заставить два фотона «общаться» трудно. Отсюда сложные схемы гейтов. - Как относиться к анонсу Majorana 2?
Правильный ответ: С интересом, но ждать рецензий и повторения. Рост времени жизни впечатляет, но это препринт, а критики указывают на недостающие измерения. Правильная позиция — ждать проверки. - Почему кремниевые спиновые кубиты интересны инвесторам?
Правильный ответ: Они похожи на транзисторы и делаются на существующих заводах. Маленький размер и совместимость с полупроводниковой индустрией обещают миллионы кубитов на чипе, если удастся поднять качество.