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先週、マイクロソフトの量子コンピューティングにおける大きなブレイクスルーについて話しました。彼らはマヨラナ状態（一種のトポロジカル量子ビット）を使用して、急速に100万量子ビットに到達できる拡張可能なプラットフォームの最初のステップを達成したと発表しました。
他の科学者たちが公開されている証拠をより詳しく調査しました。そして、その結果はあまり良くありません。簡単にまとめてみます。
実用的な量子コンピュータを構築するには、量子的性質を持つビットである量子ビットが必要です。これを物理的に作成する方法は多数ありますが、マイクロソフトは特に難しいながらも有望な方法であるトポロジカル量子ビットという手法を選択しました。
これらは保存則によって保護される性質を持ち、状態がより長い期間「コヒーレント」のまま維持されます。つまり、トポロジカル状態はその量子的性質をより良く維持するのです。これはトポロジカル量子ビットが大規模な量子コンピュータの構築をはるかに容易にする可能性があり、マイクロソフトが「数十年ではなく数年で」実用的な量子コンピュータを構築できると主張している理由です。
理論的には良いアイデアに聞こえます。しかし実際には、単一のトポロジカル量子ビットを生成することさえ非常に困難であることが証明されています。
マイクロソフトのプレスリリース後に浴びた最大の批判は、彼らがトポロジカル量子ビットを持っていると言ったのに対して、実際に彼らが発表した論文では明示的にそうではないと述べていたことです。
しかし、マイクロソフトのプレスリリースを非常に注意深く読むと、彼らがトポロジカル量子ビットを持っているとは言っていないことに気づきます。彼らは「トポロジカルコアアーキテクチャ」について話し、「トポロジカル量子ビットのエキゾチックな量子特性を作成することができた」と述べることで、この問題を巧妙に回避しました。
マイクロソフトがトポロジカル量子ビットを持っているという主張は、私が調べた限りでは、ニューヨーク・タイムズから来て、その後他のニュースメディアによって広くコピーされました。しかし、マイクロソフトもこの誤解を防ぐために特に多くのことをしたわけではありません。
いずれにせよ、これは彼らの問題の中で最も小さなものです。はるかに大きな問題は、いくつかの専門家が論文を検討し、マイクロソフトがトポロジカル量子ビットを持っていないと疑う正当な理由があると述べていることです。
マイクロソフトが使用している特定のタイプのトポロジカル量子ビットは「マヨラナモード」と呼ばれています。彼らは半導体と超伝導体の組み合わせによってこれを作成しようとしています。マヨラナモードは、十分に低い温度と、電界と磁界の適切な組み合わせを与えられた場合、短いアルミニウムワイヤの端に残るはずです。新しい論文では、これらのマヨラナモードのパリティを測定したと彼らは述べています。
ここで思い出してほしいのは、マイクロソフトが2018年にすでにマヨラナモードの証拠を持っていると主張していましたが、データ分析の問題のため、その論文は2021年に撤回されたということです。彼らのナノワイヤに関する以前の2017年の論文も撤回されました。
これを受けて、マイクロソフトはこの問題を回避する方法を見つけたと述べました。まず、彼らはこれらのマヨラナモードが存在する状況を数学的に計算します。次に計算からモックデータを生成し、モックデータからマヨラナに適した状況を識別するためのプロトコルを開発します。なぜなら、それが機能するかどうかを判断できるからです。そして、実際のデータにそのプロトコルを使用します。
彼らはこのアルゴリズムを「トポロジカルギャッププロトコル」と呼び、新しい論文でトポロジカル状態が存在するための適切な範囲にあることを実証するために使用しています。
しかし、数日前にarxivに掲載されたコメントで、Henry Leggはこのプロトコルが非常に疑わしいと指摘しています。コードは公開されています。彼はそれをテストし、トポロジカル相の識別は、プロットに関心のある温度範囲に恣意的なカットオフを設定することに依存していると述べています。
この図でそれが見えます。これは電圧と磁場です。オレンジ色の領域がここにありますが、これはプロトコルによれば理論的にマヨラナ状態が存在する可能性のある領域です。これがプロトコル出力で、磁場のより小さな範囲に対するものです。オレンジ色の領域が変わっていることがわかります。これは明らかに正しくないはずです。
トポロジカル相の条件が適しているかどうかという問題は、どの範囲をプロットするかに依存するべきではありません。簡単に言えば、そのコードには何か問題があります。
Juelichでトポロジカル物質状態に取り組んでいるVincent Muricは、「トポロジカルギャッププロトコル」に関する2023年のマイクロソフトの論文は決して出版されるべきではなかったと述べています。
「この論文は尊敬される出版社によって決して出版または受理されるべきではなく、残念ながらそれが起こってしまった以上、撤回されるべきです。」
新しい論文に戻ると、これが意味するのは、マイクロソフトには彼らのワイヤ内の特性がトポロジカル状態を持つのに適しているとさえ考える十分な理由がないということです。
これは、彼らが測定したのは何だったのかという疑問を残します。私にはわかりませんが、トポロジカル状態にも取り組んでいるSergey Frolovは、彼らが測定している可能性があるのは単にワイヤ内で飛び回る電子かもしれないと述べており、彼らが提示しているデータは非常に説得力に欠けると述べています。
「彼らはこれがトポロジカルなものではなく、どんな超伝導体からきているという証拠さえ示していません。そして『パリティ』という言葉は、何か超伝導的なものが行ったり来たりしていることを意味するようです。しかし、それはこの非常に複雑なチップのどこかで電子の小さな電荷が飛び跳ねているだけかもしれず、この種の双峰性信号を与えています。」
ワイヤ内で飛び回る電子はまだ何らかのあいまいな意味での量子ビットかもしれません。しかしNature論文では、彼らはこれらのマヨラナモードのパリティを測定していると述べています。だからそれすら明確ではありません。
マイクロソフトは論文とともに完全なデータをリリースしました。しかし、それは96ギガバイトあり、他の研究者が自分たちでそれを分析する時間が必要になります。
あなたがまたSabineはとてもネガティブだと文句を言うことは分かっていますが、正直に言って、これは良く見えません。あなたはどう思いますか？少なくとも、マイクロソフトの主張には一定の…コヒーレンス不足があると言えるでしょう。
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