مایکروسافت از تراشه محاسباتی کوانتومی جدید رونمایی کرد
این تراشه توسط اولین ابررسانای توپولوژیکی جهان تغذیه می‌شود، که می‌تواند حالت جدیدی از ماده را ایجاد کند که نه جامد، نه مایع و نه گاز است.
به گفته مایکروسافت، که از یک پیشرفت رونمایی کرده است که به گفته آن می‌تواند راه را برای توسعه سریع‌تر هموار کند، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند ظرف چند سال به جای دهه‌ها ساخته شوند.
این شرکت فناوری تراشه‌ای را توسعه داده است که به گفته آن، اختراع نیمه‌رساناهایی را تکرار می‌کند که با کوچک‌سازی و افزایش قدرت پردازش، گوشی‌های هوشمند، رایانه‌ها و لوازم الکترونیکی امروزی را ممکن ساختند.
این تراشه توسط اولین ابررسانای توپولوژیکی جهان تغذیه می‌شود، که می‌تواند حالت جدیدی از ماده را ایجاد کند که نه جامد، نه مایع و نه گاز است – و این امکان را فراهم می‌کند تا سیستم‌های کوانتومی را طراحی کرد که در یک تراشه کوچک‌تر از کف دست جای می‌گیرند، و سخت‌افزار قابل اطمینان‌تری ایجاد کرد.
پل استیونسون، استاد فیزیک در دانشگاه سوری، گفت اگر مایکروسافت با موفقیت بر اساس این تحقیق ساختار ایجاد کند، می‌تواند “رقیب بسیار جدی” در مسابقه ساخت اولین رایانه‌های کوانتومی قابل اعتماد باشد.
او گفت: “مقالات جدید گام مهمی هستند، اما مانند بسیاری از کارهای امیدوارکننده در محاسبات کوانتومی، گام‌های بعدی دشوار هستند و تا زمانی که گام‌های بعدی برداشته نشوند، زود است که بیش از حد محتاطانه خوش‌بین باشیم”.
جورج بوث، استاد فیزیک نظری در کینگز کالج لندن، گفت که این تحقیق نشان‌دهنده یک “دست‌آورد فنی چشمگیر” است، هرچند ارزشی که احتمالاً فقط با نگاه به گذشته روشن خواهد شد. او گفت: “اینکه ادعای ‘چند سال’ [به جای دهه‌ها قبل از توسعه معنادار] دقیق باشد یا خیر، باید منتظر ماند و دید”.
مایکروسافت ادعا می‌کند که ابررسانای توپولوژیکی مسیری را برای توسعه سیستم‌های کوانتومی ارائه می‌دهد که می‌توانند تا یک میلیون کیوبیت مقیاس‌پذیر شوند – بلوک‌های ساختمانی ظریف رایانه‌های کوانتومی که مشابه صفر و یک‌هایی هستند که رایانه‌های فعلی استفاده می‌کنند.
این می‌تواند در نهایت قدرتمندترین رایانه‌های ساخته شده تا کنون را تولید کند، که بر اساس مکانیک کوانتومی به جای فیزیک کلاسیک هستند، که قادر به حل مشکلات صنعتی و اجتماعی بسیار پیچیده خواهند بود.
این می‌تواند شامل تجزیه میکروپلاستیک‌ها به محصولات جانبی بی‌ضرر، اختراع مواد خود ترمیم‌شونده برای ساخت و ساز، تولید یا مراقبت‌های بهداشتی، حل مشکلات پیچیده زنجیره تامین لجستیک یا شکستن کدهای رمزگذاری باشد.
اوایل این ماه، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (Darpa) ابررسانای توپولوژیکی مایکروسافت را به عنوان یکی از دو مسیر محاسبات کوانتومی که در حال بررسی آن به عنوان بخشی از برنامه‌ای است که هدف آن تعیین این است که آیا امکان ساخت یک رایانه کوانتومی مفید صنعتی تا سال 2033 وجود دارد یا خیر، انتخاب کرد.
رویکرد دیگر توسط PsiQuantum ایجاد شده است، که از فوتونیک مبتنی بر سیلیکون، به معنای فناوری مبتنی بر موج نور، برای ایجاد یک رایانه کوانتومی بر اساس یک ساختار شبکه‌ای مانند کیوبیت‌های فوتونی استفاده می‌کند.
مایکروسافت قبلاً در مقاله ای ادعا کرده بود که کیوبیت‌های توپولوژیکی را توسعه داده است که پس از اشاره به نقص‌های علمی مجبور به پس گرفتن آن شد.
بوث گفت که اگرچه پیشرفت مایکروسافت نسبت به برخی شرکت‌های دیگر کند بوده است، اما در عوض با کار بر روی سیستمی که ذاتاً در برابر نویز و تداخل مقاوم‌تر از رایانه‌های کوانتومی اولیه شکننده است که رقبا چند سالی است در حال ساخت آن هستند، روی بازی طولانی تمرکز کرده است.”
او گفت: این کیوبیت‌های توپولوژیکی با استفاده از خواص نوع جدیدی از ذرات نوظهور، Majorana fermion، از اطلاعاتی که حمل می‌کنند محافظت می‌کنند، که به این معنی است که از دست دادن این اطلاعات در هنگام پردازش دشوارتر است. با این حال، یک لایه پیچیدگی اضافی در هنگام ساخت این کیوبیت‌ها در مقایسه با معماری‌های رقیب وجود دارد.”
این ذرات Majorana قبلاً هرگز دیده یا ساخته نشده بودند. مایکروسافت گفت که آنها باید “با میدان‌های مغناطیسی و ابررساناها به وجود بیایند”، به همین دلیل است که بیشتر تحقیقات محاسبات کوانتومی بر رویکردهای دیگر متمرکز شده است.
بوث گفت که این تحقیق نشان‌دهنده گامی در جهت یک پلتفرم بسیار متفاوت است که می‌تواند “با فناوری‌های بالغ‌تری که توسط شرکت‌هایی مانند گوگل پیشگام شده‌اند رقابت کند”، اگرچه او اضافه کرد که هنوز راه زیادی برای نشان دادن اینکه این فناوری می‌تواند مقیاس‌پذیر شود، وجود دارد.
