Microsoft présente le processeur quantique Majorana 2 revisité – le scepticisme persiste dans la communauté scientifique

Techniquement, Majorana 2 est basé sur des "tetrons". Il s'agit d'une variante de qubits topologiques, composée de deux nanofils supraconducteurs avec des modes nuls de Majorana aux extrémités. L'information quantique serait stockée via la parité, c'est-à-dire la parité ou l'imparité du nombre d'électrons dans le fil topologique. Les opérations fondamentales s'effectuent par des mesures, chaque mesure de parité fournissant une valeur de 0 ou 1.

Principe de fonctionnement : Tetrons et stockage par parité

Selon Microsoft, la plateforme d'IA Microsoft Discovery a joué un rôle central dans le développement. L'IA basée sur des agents a contrôlé les flux de travail, automatisé les mesures, optimisé les processus de fabrication et détecté des erreurs auparavant non identifiées. Ceci est particulièrement pertinent car la création d'un état topologique nécessite la coordination de centaines de paramètres – un processus qui prendrait des semaines manuellement.

Microsoft a également réduit sa feuille de route initiale de moitié et vise désormais l'année 2029 pour un ordinateur quantique évolutif et commercialement utilisable. Des concurrents tels que Google avec la puce Willow et IBM avec la puce Nighthawk travaillent également à cet objectif, en misant sur un nombre croissant de qubits supraconducteurs avec une correction d'erreurs améliorée. IBM annonce à cet effet des investissements d'environ dix milliards de dollars dans les années à venir.

Doutes persistants dans la communauté scientifique

Parallèlement, le débat scientifique sur l'approche topologique de Microsoft reste ouvert. La question centrale est de savoir si les signaux mesurés indiquent sans équivoque des modes nuls de Majorana ou s'ils peuvent également être expliqués par des effets plus conventionnels. Dès février 2025, Microsoft avait fait sensation avec Majorana 1, le prédécesseur ayant suscité de sérieux doutes chez de nombreux physiciens. L'existence de particules de Majorana n'est pas considérée comme prouvée de manière indubitable par la communauté scientifique.

Un article antérieur de Nature, publié par une équipe de Microsoft en 2018, qui revendiquait la première observation d'un état de Majorana, a été retiré en 2021 car l'analyse initiale des données ne satisfaisait pas aux normes de qualité scientifiques. Dans ce contexte, les scientifiques demandent à Microsoft de rendre ses résultats publiquement accessibles afin qu'ils puissent être vérifiés de manière indépendante. Microsoft justifie sa réticence par la protection de ses secrets commerciaux.

Validation externe par la DARPA et concurrence en Europe

Microsoft a cependant transmis des données confidentiellement à l'agence de recherche de défense américaine DARPA, qui évalue actuellement diverses approches technologiques pour la construction d'ordinateurs quantiques. La DARPA a inclus Microsoft parmi seulement deux entreprises dans la dernière phase de son programme de benchmarking quantique. Dans cette phase, Microsoft doit développer un prototype tolérant aux fautes basé sur des qubits topologiques. L'évaluation par la DARPA fournit un cadre externe, mais ne remplace pas une vérification scientifique indépendante des affirmations centrales de Microsoft.

Henry Legg, maître de conférences en physique quantique à l'Université de St. Andrews en Écosse, a résumé la critique de manière concise. "Microsoft peut utiliser autant de plomb qu'il veut. Cela ne le protège pas du principe scientifique fondamental selon lequel les résultats doivent être reproductibles", a-t-il déclaré. Zander, en revanche, s'est montré convaincu : "Nous avons suffisamment étudié la physique. Je ne dépenserais pas l'argent si j'avais l'impression que nous nous trompions."

Des travaux sur les ordinateurs quantiques sont également en cours en Europe. L'entreprise finlandaise IQM ainsi que les startups allemandes EleQtron, SaxonQ et PlanQC sont considérées comme des pionnières. Le fabricant de semi-conducteurs munichois Infineon est également actif dans ce domaine. Google, Amazon et certaines entreprises chinoises, aux côtés de Microsoft, IBM et des entreprises européennes, comptent parmi les acteurs qui souhaitent ouvrir la voie à un ordinateur quantique commercialement utilisable. Les prochaines années montreront si l'approche topologique de Microsoft pourra répondre aux attentes placées en elle.

Les détails sur Majorana 2 sont publiés dans l'article scientifique "20 Second Parity Lifetime in an InAs–Pb Tetron Device". L'équipe y décrit le passage de l'aluminium au plomb comme supraconducteur et la mise à jour de la région semi-conductrice active vers une combinaison d'arséniure d'indium et d'antimoniure d'arséniure d'indium. Selon Microsoft, la bande interdite énergétique topologique de Majorana 2 est plus de deux fois plus grande que celle du modèle précédent. Cependant, le plomb est soluble dans l'eau et est éliminé lors des processus de fabrication conventionnels de puces quantiques, ce qui fait du changement de matériau une intervention technique considérable.