يوم الأربعاء ، كشفت Microsoft النقاب عن Majorana 1 ، وهي رقاقة الكم التي تعمل بحالة غريبة من المادة التي ليست سائلة ، صلبة ، ولا غاز ، تسمى الموصلية الفائقة الطوبولوجية.
يستخدم هذا الاختراق ، المفصل في المجلة العلمية Nature ، مادة مصممة خصيصًا تُعرف باسم الموصلات الموصل لإنشاء جزيئات Majorana والتحكم فيها ، مما قد يؤدي إلى تحجيم الحوسبة الكمومية لحل المشكلات المستحيلة سابقًا.
في جوهرها ، فإن الموصلات العليا هو أشباه الموصلات – المادية التي يمكن أن تدير الطاقة – والتي تعمل أيضًا بصفتها موصلًا فائقًا يدير الكهرباء مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة ، وعادة ما يكون في درجات حرارة منخفضة للغاية.
يتطلب إنشاء مثل هذه المواد الدقة الهندسية الذرية والتبريد الفائق إلى 400 درجة أقل من الصفر ، لكن Microsoft أكدت أن تعقيد وتراجع الجهد يستحق كل هذا العناء ، مع مراعاة جميع الفوائد.
“مع هذه المادة ، يمكننا بناء بنية تأسيسية جديدة تمامًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الخاصة بنا ، وهي جوهر طوبولوجي ، مما يسمح لنا بعدم توسيع عشرات أو مئات من Qubits على شريحة ، ولكن الملايين ، كل ذلك في راحة يدك ،” Krysta وقال SVORE ، زميل تقني في Microsoft في فيديو الشركة.
يعد المشروع أطول تقدم في تاريخ Microsoft وبدأ في بداية هذا القرن عندما كان بيل غيتس الرئيس التنفيذي.
يمكن أن يعالج جهاز كمبيوتر الكم البالغ مليون نسمة مصممة مع Qubits يمكن التحكم فيه في ظل بنية Majorana المشكلات خارج نطاق أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم.
ويشمل ذلك تصميم مواد الشفاء الذاتي ، وإنشاء محفزات لكسر البلاستيك الدقيق ، أو تطوير الإنزيمات لزيادة إنتاج الغذاء في المناخات القاسية ، أو فضح مفاتيح البيتكوين الخاصة.
“تخيل شريحة يمكن أن تتناسب مع راحة يدك ، لكنها قادرة على حل المشكلات التي لم تستطع حتى جميع أجهزة الكمبيوتر على الأرض اليوم مجتمعة” ، الرئيس التنفيذي لشركة Microsoft ساتيا ناديلا تغريدة بعد فترة وجيزة من الإعلان. “لا يتعلق الأمر بتكنولوجيا التنفس ؛ يتعلق الأمر ببناء التكنولوجيا التي تخدم العالم حقًا “.
تأملات زوجين حول اختراق الحوسبة الكمومية التي أعلنناها للتو …
نشأ معظمنا في التعلم ، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المواد التي تهم: صلبة ، سائلة ، وغاز. اليوم ، تغير ذلك.
بعد ما يقرب من 20 عامًا ، أنشأنا حالة جديدة تمامًا من … pic.twitter.com/vp4sxmhnjc
– ساتيا ناديلا (satyanadella) 19 فبراير 2025
تحتوي الإصدارات الحالية من الرقاقة على ثمانية Qubits الطوبولوجية ، لكن Microsoft تدعي أن الهندسة المعمارية يمكن أن تتوسع إلى مليون ربع على شريحة واحدة بحجم النخيل.
هذا من شأنه تحطيم القيود الحالية في الحوسبة الكمومية.
وقال تشيتان ناياك ، نائب رئيس قسم الأجهزة الكموميات في Microsoft: “Majorana (IS) أول وحدة معالجة الكم في العالم مدعومة من جوهر طوبولوجي ، مصمم لتوسيع نطاق مليون ربع على شريحة واحدة”. “تقوم Microsoft على المسار الصحيح لإنشاء FTP (النموذج الأولي الذي يتحمل الأخطاء) لجهاز كمبيوتر الكم القابل للتطوير-في السنوات ، وليس العقود.”
حل مشكلة الكم؟
تعمل الرقاقة عن طريق إقناع جزيئات Majorana الغريبة في الوجود داخل مادة متخصصة مصنوعة من أرسينيد الإنديوم والألمنيوم.
عندما يتم تبريدها إلى القريب من الصفر المطلق وضبطها بالحقول المغناطيسية ، تدخل هذه المادة في حالة توصيل فائقة الطوبولوجية – ليست غازًا صلبًا أو سائلًا أو غازًا ، ولكنه شيء مختلف اختلافًا أساسيًا.
تدعي Microsoft أن مشروع Majorana يمثل طفرة في جعل Qubits أقل لا يمكن التنبؤ به ، أحد التحديات الرئيسية التي واجهتها الحوسبة الكمية.
“Majorana 1 يسمح لنا بإنشاء Qubit الطوبولوجي. Qubit الطوبولوجية موثوقة وصغيرة ويمكن التحكم فيها. هذا يحل مشكلة الضوضاء التي تخلق أخطاء في Qubits. “يتم وضع كل ذرة واحدة في هذه الشريحة عن قصد. تم بناؤه من الألف إلى الياء ، إنها حالة جديدة تمامًا “.
لقد كان العلماء يقتربون من الوصول إلى هذه النقطة خلال العقد الماضي.
على عكس مناهج الحوسبة الكمومية الأخرى ، فإن Qubits الطوبولوجية من Microsoft محمية بشكل طبيعي ضد الضوضاء البيئية التي تعطل الحالات الكمومية عادةً.
يدعي عملاق البرمجيات والتكنولوجيا أن تقنية القياس الجديدة الخاصة بها تفتخر بحساسية الكشف عن الاختلافات الدقيقة في عدد الإلكترون – وهو عامل حاسم لقراءة حالات Qubit بشكل موثوق.
اجتذب نهج الشركة انتباه وكالة مشاريع الأبحاث المتقدمة للدفاع ، والتي شملت Microsoft في برنامجها لتقييم ما إذا كانت التكنولوجيا الكمومية المبتكرة يمكن أن تبني أنظمة ذات صلة تجاريًا بشكل أسرع مما يعتقد تقليديًا.
Microsoft هي الآن واحدة من شركتين مدعوتين إلى المرحلة النهائية من أنظمة DARPA التي تم إلغاء أقراصها لبرنامج الحوسبة الكمومية على نطاق المنفعة.
يختلف نهج الشركة اختلافًا كبيرًا عن منافسي مثل Google و IBM ، الذين يستخدمون تقنيات Qubit المختلفة ، مدعيا أن بنيةها تبسط متطلبات التحكم باستخدام نبضات الجهد مثل مفاتيح إضاءة التقليب بدلاً من عناصر التحكم التناظرية التي تم ضبطها بدقة لكل Qubit.
تم تصميم رقاقة Majorana 1 لتتناسب مع نظام الكم المصمم للعمل ضمن مراكز بيانات Azure.
تخطط Microsoft لمواصلة تحسين التكنولوجيا من خلال التعاون الأبحاث قبل توفيرها تجاريًا.
حرره سيباستيان سنكلير
