كشفت مجموعة مايكروسوفت (NASDAQ:MSFT) عن رقاقة كمومية جديدة تدعى "Majorana 1"، مدعومة بهندسة معمارية طوبولوجية جديدة. وتتوقع الشركة أن تمكن هذه التقنية أجهزة الكمبيوتر الكمومية من حل مشكلات صناعية كبيرة خلال سنوات قليلة، بدلاً من عقود.
تستخدم Majorana 1 أول موصل طوبولوجي في العالم، وهو مادة مبتكرة تسمح بمراقبة والتحكم في جسيمات ماجورانا. تسهل هذه الجسيمات إنتاج كيوبتات أكثر موثوقية وقابلية للتطوير، وهي اللبنات الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. وتعتقد مجموعة مايكروسوفت أن هذه التقنية الجديدة ستمهد الطريق لأنظمة كمومية يمكنها التوسع إلى مليون كيوبت ومعالجة قضايا صناعية ومجتمعية معقدة.
يمكن للهندسة المعمارية الجديدة لمعالج Majorana 1 استيعاب مليون كيوبت على رقاقة واحدة. هذه السعة ضرورية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية لتقديم حلول تحويلية واقعية مثل تحليل المواد البلاستيكية الدقيقة إلى منتجات ثانوية غير ضارة أو ابتكار مواد ذاتية الشفاء للبناء والتصنيع أو الرعاية الصحية.
الموصل الطوبولوجي، وهو فئة خاصة من المواد، يمكنه خلق حالة جديدة من المادة - الحالة الطوبولوجية. يمكن لهذه الحالة إنتاج كيوبت أكثر استقراراً يتميز بالسرعة والحجم الصغير والتحكم الرقمي، دون المقايضات المطلوبة في البدائل الحالية.
تم تصميم رقاقة Majorana 1 ونواتها الطوبولوجية للموثوقية، مع دمج مقاومة الأخطاء على مستوى الأجهزة. يسمح نهج القياس الجديد لفريق مجموعة مايكروسوفت بالتحكم الرقمي في الكيوبتات، مما يبسط الحوسبة الكمومية بشكل كبير.
أدى سعي مجموعة مايكروسوفت لتصميم كيوبت طوبولوجي إلى إدراج الشركة في برنامج صارم من قبل وكالة مشاريع البحوث المتقدمة الدفاعية (DARPA). يقيم البرنامج ما إذا كانت تقنيات الحوسبة الكمومية المبتكرة يمكنها بناء أنظمة كمومية ذات صلة تجارية بشكل أسرع مما كان يُعتقد سابقاً.
كما تعاونت مجموعة مايكروسوفت مع Quantinuum وAtom Computing لتحقيق اختراقات علمية وهندسية مع الكيوبتات الحالية. تتيح Azure Quantum، وهي مجموعة من الحلول المتكاملة من مجموعة مايكروسوفت، للعملاء الاستفادة من منصات الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء والكم الرائدة لتعزيز الاكتشاف العلمي.
ستتطلب المرحلة التالية من الحوسبة الكمومية هندسة معمارية كمومية قادرة على توفير مليون كيوبت أو أكثر والوصول إلى تريليونات العمليات السريعة والموثوقة. هذا الهدف أصبح الآن في متناول اليد خلال سنوات، وليس عقوداً، وفقاً لمجموعة مايكروسوفت.
تمكنت الشركة من إنشاء جسيمات ماجورانا، التي تحمي المعلومات الكمومية من الاضطرابات العشوائية، ويمكنها قياس تلك المعلومات بشكل موثوق باستخدام الموجات الدقيقة. يبسط نهج القياس الجديد هذا عملية الحوسبة الكمومية والمتطلبات المادية لبناء آلة قابلة للتطوير.
تناسب رقاقة Majorana 1 الكمومية، التي تحتوي على كيوبتات وإلكترونيات تحكم محيطة، بسهولة في كمبيوتر كمومي يمكن نشره بسهولة داخل مراكز بيانات Azure.
تستخدم الهندسة المعمارية للكيوبت الطوبولوجي من مجموعة مايكروسوفت أسلاكاً نانوية من الألمنيوم لتشكيل حرف H، حيث يحتوي كل H على أربع ماجورانا قابلة للتحكم وتشكل كيوبت واحد. يمكن توصيل هياكل H هذه وترتيبها عبر الرقاقة.
يتكون الموصل الطوبولوجي من مجموعة مايكروسوفت من زرنيخيد الإنديوم، وهي مادة تستخدم حالياً في تطبيقات مثل كواشف الأشعة تحت الحمراء. يتم دمج المادة مع التوصيل الفائق لإنشاء هجين. تتنبأ الشركة بأن الكمبيوتر الكمومي المطور سيكون قادراً على التنبؤ بمواد ذات خصائص أفضل لبناء الجيل التالي من أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
هذه المقالة مترجمة بمساعدة برنامج ذكاء اصطناعي وخضعت لمراجعة أحد المحررين.. لمزيد من التفاصيل يُرجى الرجوع للشروط والأحكام الخاصة بنا