Microsoft mocno się "pomylił" i jednak nie zbuduje komputera kwantowego

W marcu 2018 grupa badawcza utworzona przez Microsoft ogłosiła na łamach czasopisma Nature, że udało im się zaobserwować pewną rzadką cząstkę, określaną mianem Fermionu Majorany. Już wtedy naukowcy wykazywali dla niej duże zainteresowanie, ponieważ dawała ona (i cały czas daje) spore nadzieje na stworzenie topologicznych komputerów kwantowych. Mogłoby się więc wydawać, że firma z Redmond była już bliska przełomu… gdyby nie to, że ich grupa badawcza najzwyczajniej w świecie popełniła błąd.

Niedopatrzenie, czy ignorancja?

Naukowcy pracowali pod kierownictwem duńskiego fizyka Leo Kouwenhovena. Ich odkrycie z 2018 dawało Microsoftowi nadzieję na dogonienie IBM i Google’a, którym udało się zbudować już prototypy komputerów kwantowych, jednak przy użyciu pewniejszej technologii. Trzy lata później jednak, badacze Microsoftu podzielili się publikacją, z której jasno wynika, że wcale nie udało im się zaobserwować Fermionu Majorany. 

Co więc poszło nie tak?

Dwóch innych fizyków dostało od grupy Kouwenhovena dodatkowe dane, które wskazują na to, że naukowcy zignorowali wyniki, które zaprzeczały ich pierwotnemu odkryciu.

Oto, co w tej sprawie mówi Sergey Frolov, profesor z University of Pittsburgh:

Nie wiem, co oni mieli w głowie - pominęli sporo danych, które wprost zaprzeczają temu, co jest napisane w ich oryginalnej publikacji.

Frolov wskazał m.in. odchodzące od linii punkty danych, które sugerowały, że Fermion Majorany nie mógł być obecny podczas badania. Niestety grupa badawcza Microsoftu zignorowała te dane i nie umieściła ich w publikacji z 2018 roku.

Eufemizując wypowiedź klasyka, cały misterny plan legł w gruzach, a sprawą zainteresowała się komisja badająca rzetelność badań z Delft Technical University, czyli uczelni, na której odkrycia dokonano.

Leo Kouwenhoven nie komentuje całej sprawy - dodaje on tylko, że nowe badanie, obalające pierwotne odkrycie, przechodzi jeszcze dokładną analizę.  

Nadzieja komputerów kwantowych

Fermiony Majorany to cząstki, które same dla siebie są antycząstkami - cząstka i jej antycząstka są tożsame i nierozróżnialne. Ich istnienie postulował włoski naukowiec Ettore Majorana w 1937 roku. 

Mogą one istnieć tylko w dwóch stanach  - w ten właśnie sposób można je umiejscowić między materią a antymaterią. Przeciwieństwem jest Fermion Diraca, czyli cząstki, które nie są tożsame ze swoją antycząstką.

Pomimo „odkrycia” naukowców Microsoftu, można jednak założyć, że istnienia tych cząstek jeszcze nie potwierdzono. W 2012 roku badacze z Uniwersytetu Technicznego w Delft (w tym Kouwenhoven) poinformowali o odkryciu kwazicząstek Majorany - kwazicząstki wprowadza się czysto teoretycznie, aby uprościć rachunki oraz operować na prostszych obiektach. 

Sam Microsoft interesował się Fermionem Majorany już od 2004 roku. Wyżej wspomniane badanie z 2012 było po części finansowane przez firmę z Redmond. Niestety, Sankar Das Sarma z Uniwersytetu w Maryland oraz jeden ze współpracowników Microsoftu wierzy, że technologii umożliwiającej tworzeniu Fermoinu Majorany nie będziemy jeszcze w stanie stworzyć przez następne 30 lat.

Stwierdził on, że w obszarze komputerów kwantowych jesteśmy teraz w fazie analogicznej do tranzystorów z 1926 roku - stworzono wtedy pierwszy patent, ale działający tranzystor udało się wyprodukować dopiero w 1947 roku.

Podsumowanie

Cząstki Majorany być może istnieją, ale na potwierdzenie tej tezy będzie jeszcze trzeba trochę poczekać. Niemniej jednak obecnie Microsoft może się pożegnać z nadziejami na dogonienie takich firm, jak Google i IBM jeśli chodzi o komputery kwantowe.