Майорановская чётность (тетрон InAs–Pb) majorana

Носитель — суммарная фермионная чётность двух гибридных полупроводник-сверхпроводниковых нанопроводов («тетрон»), которая по замыслу удерживается нелокально в майорановских нулевых модах на концах проводов и потому недоступна локальному возмущению. Kitaev предложил одномерную p-волновую цепочку в 2001 г.; рецепт Lutchyn/Oreg с нанопроводом, в который сверхпроводимость наведена эффектом близости (2010), — это то, что с тех пор пытается реализовать каждое устройство; а обслуживают эти устройства измерительную архитектуру Microsoft, в которой логика есть измерение чётности, а не плетение (braiding). Ничто в имеющемся корпусе публикаций не устанавливает, что измеряемая чётность топологически защищена.

Атрибуты (граф технологий):

• a — сродство: полностью изготавливаемый (1.0); объект не существует, пока его не создадут эпитаксиальный стек и рисунок затворов.
• b — характерное время ≈ 1 µs; запутывающая операция детерминированная: на основе измерения, без оповещения (heralding).
• c — считывание: ВЧ-детектирование чётности по квантовой ёмкости, ~100 µs, неразрушающее, с поддержкой внутрисхемного режима.
• d — подвижность: статичный; носитель не транспортируется.
• e — управление: низкочастотные напряжения на затворах, электроника при комнатной температуре.
• f — доминирующая структура ошибок: с точки зрения кода неизвестна; на работающем кубите модель ошибок не измерена.
• g — производство: молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) гетероструктур III–V.

Задуманный предел экспоненциален: ошибка чётности требует, чтобы квазичастица перешла между майорановскими модами, разделёнными многими длинами когерентности, поэтому темп должен падать как exp(−L/ξ). Это аргумент, а не демонстрация. Устройствами управляют два масштаба: наведённая щель, которая задаёт тепловую населённость квазичастиц и из-за которой алюминий был заменён свинцом, и расщепление за счёт гибридизации, разрешённое на InAs–Pb с точностью до мкэВ по сдвигам квантовой ёмкости с периодом h/2e C[21].

Механизмы отказа делятся на квазичастичное отравление — один неспаренный фермион, попавший на остров, переворачивает чётность, и именно это ограничивает цифра ~20 с — и дефазировку между состояниями чётности, которую и измеряет X-петля. Вся суть — в опубликованной асимметрии: Z-петля 12.4 ms против X-петли 14.5 µs, примерно в 1000 раз короче D[20]. Долгая Z при короткой X ровно так же согласуется с хорошо изолированным зарядовым островом и ничего не говорит о топологии. Поскольку X-петля на InAs–Pb заново не измерялась, физика, которая сдвинула бы этот предел, — бо́льшая щель, меньший беспорядок, более длинные провода, — остаётся непроверенной по единственной различающей наблюдаемой.

Лучшее продемонстрированное, 2026-06-02: характерное время переключения чётности ~20 с, «в отдельных случаях достигающее минутного масштаба», по интерферометрическому однократному измерению чётности на одном гибридном нанопроводе одного тетрона в массиве из нескольких тетронов, InAs–Pb C[21]. Типичного на масштабе не существует: нет выхода годных по массиву, нет ошибки присвоения, нет времени жизни по X-петле, нет двухкубитной операции, нет запутанности, нет теста Белла, нет T₁/T₂ кубита C[21]факт. Блог Microsoft называет эти 20 с «временем жизни кубита»; препринт же заявляет время жизни чётности в одном проводе C[215].

Доминирующее слагаемое бюджета ошибок: количественно не определено. Единственный канал с измеренным темпом — переворот чётности в Z-базисе; бюджет, относящий отношение X/Z на счёт беспорядка, гибридизации или обратного воздействия считывания, не опубликован.

Стек — это выращенный методом МЛЭ InAs со сверхпроводником, нанесённым in situ (теперь это свинец), из которого электростатическими затворами формируются тетроны. Это наименее технологичный процесс во всём слое носителей: производительность МЛЭ — пластины в сутки; интерфейс полупроводник–сверхпроводник определяет выход годных и не имеет опубликованной внутрилинейной метрики; а прибор задаётся настройкой затворов, так что «выход годных» означает долю наборов напряжений на затворах, прошедших отбор, — по спорному протоколу топологической щели (Topological Gap Protocol) [22].

Ни выхода годных, ни однородности, ни стоимости или энергии в расчёте на кубит для какого-либо майорановского устройства по состоянию на 2026-09-03 не опубликовано. Microsoft перенесла производственные мощности в Люнгбю (Дания), где об открытии в ноябре 2025 г. сообщалось как о том, что оно позволяет «полностью изготавливать ядро майорановского чипа в Дании», на фоне совокупных датских инвестиций в квантовую инфраструктуру свыше DKK 1 bn (≈ USD 156 M) P[367]. GlobalFoundries перечисляет топологическую модальность среди тех, что обслуживает её подразделение Quantum Technology Solutions, называя Microsoft Quantum, но не указывает ни диаметра пластин, ни техпроцесса, ни фабрики C[353]факт — это кэптивная исследовательская фабрика, а не маршрут фабрики. Единые точки отказа: поставки установок МЛЭ, исходные материалы III–V и концентрация ноу-хау по тетронам в одной компании и двух университетских группах. ECCN, специфичного для майорановских устройств, не найдено.

Управление — это напряжения на затворах от постоянного тока до низких частот от электроники при комнатной температуре плюс ВЧ-линии считывания; ни СВЧ-возбуждения на каждый кубит, ни лазера — подлинное преимущество этой архитектуры. Считывание и есть операция вентиля: чётность выводится из периодичного по h/2e сдвига квантовой ёмкости точки, связанной с концами проводов, — неразрушающе и внутрисхемно, за ~100 µs (по записи графа технологий). Ввод-вывод масштабируется по числу затворов и резонаторов на тетрон — и того, и другого порядка десяти, — так что при 10³ тетронах нагрузка напоминает большой массив спиновых кубитов, в принципе адресуемый мультиплексированием на крио-КМОП. О 10⁴ и 10⁶ сказать нечего: мультиплексированное считывание майорановского массива не опубликовано, а модели ошибок, задающей требование к задержке, не существует.

Узел лежит на единственной архитектуре — «Топологические — тетрон (майорановские)». Он требует гетероструктур III–V, выращенных МЛЭ, и даёт физический слой для измерительного майорановского вентиля, кодирования по фермионной чётности (тетрон) и ВЧ-считывания чётности по квантовой ёмкости. Он ничего не заменяет и ни с чем не конфликтует, потому что от него ничто не зависит. Эта изолированность и есть стратегический факт: провал оставляет ветвь без всякого частичного зачёта — ноу-хау по считыванию и МЛЭ переносится в физику гибридных приборов, а кодирование, набор вентилей и модель ошибок — никуда.

Производный такт для этой архитектуры = сумма раунда синдрома: слои вентилей + транспорт + считывание + сброс: кода здесь нет, поэтому определён лишь член измерения чётности ~100 µs, а сброс не опубликован; логика и есть измерение, а транспорт отсутствует, — это проектная цифра, а не продемонстрированный раунд. Соседние пустые слоты: совместное измерение чётности (X-типа) на двух тетронах и хоть какой-нибудь декодер для измеренной майорановской модели ошибок.

Ключевые 20 с — это подгонка времени переключения к телеграфному сигналу в одном проводе, а не результат рандомизированного бенчмаркинга, и у неё нет спутника в сопряжённом базисе: время жизни чётности и когерентность кубита — разные величины, а измерена была только первая C[21]. Статья в Nature за февраль 2025 г. сопровождается примечанием редакции о том, что сами по себе результаты не устанавливают наличия майорановских нулевых мод в этих приборах D[13], [214].

Независимые работы это заявление не воспроизводят. QuTech показала считывание чётности цепочки Китаева свыше 1 ms D[216], а в июле 2026 г. — когерентные осцилляции чётности в связанных минимальных цепочках Китаева, указав при этом, что «майораны для бедных» несут лишь ограниченную защиту D[217]: методика воспроизведена, а защита явным образом не воспроизведена.

Legg утверждает, что протокол топологической щели способен пометить одну и ту же область как щелевую или бесщелевую в зависимости от выбора параметров анализа — диапазона поля и прозрачности перехода, — и что данные по проводимости не показывают чёткой щели [22]; в июне 2026 г. это оформилось в Matters Arising в Nature с многоавторским ответом Microsoft, который не уступает ни в чём [22], [23]. История здесь несущая: письмо 2018 г. о «квантованной майорановской проводимости» было отозвано 2021-03-08 после нераскрытых поправок на скачки заряда, неверно подписанной оси и перекалибровки, сдвинувшей значения плато на 8% и оставившей точки за пределами 2σ D[365]. Ключевые цифры сообщает лишь одна группа, поэтому конфликта значений не возникает.

Цифра считывания чётности «более 1 ms» для [216] взята из основного отчёта и по самой статье не подтверждена. DKK 1 bn в [367] — совокупные датские инвестиции в квантовую инфраструктуру, а не собственные затраты Microsoft. Заявленный Nokia результат по управлению Паули-X к концу 2025 г. фигурирует только в отраслевой прессе [369], [371]; размер прибора Nokia «15×15 µm» и стабильность состояния «от часов до суток» происходят из [369] и [368], а не из рецензируемого источника. Не опубликовано: ошибка присвоения, точность считывания и выход годных приборов поколения InAs–Pb [21]; расходы Microsoft на НИОКР по топологическому направлению, капзатраты на Люнгбю и численность персонала; сумма контракта DARPA US2QC с Microsoft [218]; правило экспортного контроля или ECCN, специфичные для майорановских или гибридных сверхпроводниковых приборов III–V; и датированная доля рынка поставщиков установок МЛЭ.

Деньги.

• 2025-02 · Microsoft · финальная фаза DARPA US2QC (вместе только с PsiQuantum) · сумма не раскрыта · DARPA · выполняется G[218]факт
• 2025-07-17 · QuNorth · заказ на «Magne», 1 225 физических / 50 логических кубитов · €80 M · EIFO + Novo Nordisk Foundation · заказано, поставка на рубеже 2026/27 гг. факт
• 2025-11-06 · Microsoft · не отобрана в стадию B DARPA QBI (11 компаний, до $15 M каждой) · н/п · DARPA · отсутствие подтверждено факт
• 2025-11-13 · Microsoft · открытие лаборатории в Люнгбю; совокупные датские инвестиции в квантовую инфраструктуру свыше DKK 1 bn (≈ USD 156 M) · объявлено P[367]
• 2026-01-23 · Microsoft · Quantum Pioneers Program 2026, академические гранты до USD 200 000 на заявку, решения 2026-03-15 · объявлено P[370]
• 2026-05-12 · Microsoft · возвращающийся инвестор в раунде Photonic Inc. на $200 M при оценке $2 B · закрыто факт
• 2026-05-21 · GlobalFoundries · письмо о намерениях по CHIPS, охватывающее подразделение, в котором перечислена топологическая модальность · $375 M · Министерство торговли США · письмо о намерениях C[353]факт
• Расходы Microsoft на НИОКР по топологическому направлению, численность персонала и капзатраты на Люнгбю: нигде из найденного не раскрыты.

Рынок и цепочка поставок. Оборудования, специфичного для этой технологии, никто не продаёт; на входе — обычные установки МЛЭ, подложки III–V и стандартные рефрижераторы растворения. Риск концентрации тотален: один поставщик, одна кэптивная фабрика, никакого открытого рынка. Удельная экономика не поддаётся оценке — ни одно устройство не продано, облачного доступа нет, относимой выручки нет. Оплатить это могли бы только цели G3 и G4 (ранняя и полномасштабная отказоустойчивость); G1, G2, G5 и G7 обслуживаются машинами, которые Microsoft покупает у других, что и документирует заказ Magne факт.

Интеллектуальная собственность и стандарты. Количества патентов, специфичных для топологического направления, из названной базы данных не найдено; единственная датированная цифра — 1 175 квантовых патентных семейств Microsoft в обзоре PatSnap, опубликованном 2026-06-30 Pфакт, охватывающих все модальности. Судебных разбирательств по ИС на майорановские устройства не найдено, органа по стандартизации не существует; единственный открыто опубликованный согласованный стек — Q#/Azure Quantum Development Kit от Microsoft, чья модель системы команд предполагает эту архитектуру, а не подтверждает её.

Дорожные карты и послужной список. (когда обещано · на когда обещано · статус на 2026-09-03): 2018-03 · квантованная майорановская проводимость · отозвано 2021-03-08 D[365]. 2025-02 · продемонстрирован топологический кубит · оспорено, с примечанием редакции Nature D[13], [214]. 2025 · «годы, а не десятилетия» · вытеснено более поздними формулировками C[215]. 2026-06 · отказоустойчивость к 2029 г. · двухкубитной операции не существует C[215]. Nokia: конец 2025 г. · результат по управлению Паули-X · публикации не найдено; конец 2026 г. · кубит в суперпозиции · не выполнено P[369]. Microsoft выдаёт превосходные измерения в срок и снабжает их заявлениями, которых эти измерения не подтверждают, — неизменно с 2018 по 2026 г.; дата 2029 г., опирающаяся на нулевую продемонстрированную двухкубитную физику, есть намерение, а не прогноз. Заявления QuTech соответствуют её данным. Дорожная карта Nokia опубликована слишком скудно, чтобы её оценивать.

Стратегическое прочтение. Если это заработает, Microsoft получит носитель, который ни один конкурент не сможет повторить одной лишь инженерией, обесценив конкурирующий капитальный стек на физическом уровне. Если не заработает — а по сегодняшним свидетельствам это базовый сценарий, — Microsoft теряет немного: её средством доставки служат чужая аппаратура плюс собственная коррекция ошибок, и именно поэтому она купила Magne и вложилась в Photonic. Замещение идёт в обратную сторону: коды qLDPC размывают аргумент о накладных расходах, который делал топологические кубиты необходимыми. Переговорная сила поставщиков нулевая; сила поставщика платформы зависит от того, появится ли двухкубитный результат.

Фальсифицируемо в течение 12–24 месяцев. Подтвердить: время жизни по X-петле или по совместной чётности на InAs–Pb в пределах двух порядков от 20 с по Z-петле; любая измерительная операция на двух тетронах с приведённой точностью; независимое воспроизведение времени жизни чётности на InAs–Pb; публикация Nokia кубита ν=5/2 в суперпозиции, обещанного на конец 2026 г. P[369]. Понизить: ещё один год одних лишь цифр в Z-базисе на одиночном проводе или вторая Matters Arising, пережившая ответ.

Лучший сценарий к 2029 г.: несколько тетронов со сбалансированными временами жизни X/Z и двухкубитный вентиль по чётности — исследовательский прибор, а не обещанная отказоустойчивая машина. Худший сценарий: сигнал InAs–Pb оказывается тривиальными андреевскими состояниями, и ветвь закрывается.

Открытые вопросы: почему для свинцового поколения не существует цифры по X-петле; какая доля тетронов проходит отбор; как время жизни чётности масштабируется с длиной провода — измерение, напрямую проверяющее экспоненциальную защиту; может ли финальная фаза US2QC быть закрыта результатом только в Z-базисе; и не является ли путь Nokia, с его прошедшей рецензирование неабелевой интерференционной сигнатурой D[366], лучше обоснованной ставкой.