Microsoft أعلن إطلاق ماجورانا 1 (الاسم هو تكريم للفيزيائي الإيطالي إيتوري ماجورانا)، أول معالج كمي إلى العالم بناءً على الكيوبتات الطوبولوجية. يمثل هذا الابتكار علامة نقطة تحول في القطاع، مما يجعل الشركة أقرب إلى بناء حاسوب كمي قابل للتطوير ما يصل إلى مليون كيوبت.
وفقا لشركة ريدموندهذه التكنولوجيا سوف تسمح احصل على أجهزة كمبيوتر كمية مفيد حقا في غضون بضع سنوات، مما أدى إلى تقليص أوقات التطوير بشكل كبير، والتي كانت تقدر في السابق بعقود من الزمن.
معالج Majorana 1، على الرغم من إمكاناته الثورية، إلا أنه كبيرة بما يكفي لتناسب راحة يدك. اكتشافه الذي نشر على منصة arXiv وفي مجلة الطبيعةيمهد الطريق لإنشاء أجهزة كمبيوتر كمية أكثر إحكاما وكفاءة مقارنة بالنماذج الحالية.
قلب التكنولوجيا: البتات الكمومية الطوبولوجية
على عكس المعالجات التقليدية القائمة على السيليكون، فإن Majorana 1 يستخدم مادة مبتكرة، L 'زرنيخيد الإنديوم، جنبًا إلى جنب مع الموصلات الفائقة مثل الألومنيوم. عندما تكون هذه المواد تبريدها إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق وتخضع للمجالات المغناطيسية، وتولد حالة من المادة لم يتم ملاحظتها من قبل: ليست صلبة ولا سائلة ولا غازية، ولكن "طوبولوجية".
في قلب هذه التكنولوجيا هي فرميونات الماجورانا، جزيئات غريبة موصلة للكهرباء وتسمح حل إحدى المشاكل الرئيسية الحوسبة الكمومية:عدم استقرار الكيوبت. يسمح هيكلها بتقليل الأخطاء وتحسين موثوقية الحوسبة الكمومية، مما يضمن مقاومة أكبر للتداخل الخارجي.
وفقًا لمايكروسوفت، فإن البتات الكمومية الطوبولوجية أصغر وأسرع وأكثر استقرارًا من البتات الكمومية التقليدية، فضلاً عن كونها أكثر مقاوم للخطأ التي تعاني منها الحوسبة الكمومية الحالية.
تحية إلى إيتوري ماجورانا
اسم الشريحة هو تحية إلى الفيزيائي النظري الإيطالي إيتوري ماجورانا، أحد أعظم عباقرة القرن العشرين. ولد في كاتانيا عام 1906 و متعاون مع إنريكو فيرميترك ماجورانا بصمة لا تمحى في الفيزياء الكمومية بنظريته حول الفرميونات التي تحمل اسمه. له اختفاء غامض في عام 1938 ويظل هذا اللغز أحد أعظم ألغاز العلوم حتى يومنا هذا.
الدور الاستراتيجي لوكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية والمؤسسات الأميركية
لم يمر ابتكار مايكروسوفت دون أن يلاحظه أحد. هناك وكالة المشاريع البحثية الدفاعية المتقدمة قررت (داربا) دراسة المشروع لتقييم ما إذا كان الموصل الفائق الطوبولوجي قادرًا على تسريع تحقيق أنظمة الكم التجارية. مايكروسوفت الآن واحدة من الشركتين المختارتين للمرحلة النهائية من البرنامج أنظمة غير مستكشفة للحوسبة الكمومية على نطاق المرافق (US2QC)، والذي يهدف إلى تطوير أول حاسوب كمي تجاري قادرة على تجاوز فعالية أجهزة الكمبيوتر التقليدية.
الطريق إلى مليون كيوبت
سكوندو شيتان نياك، زميل تقني في Microsoft، تم تصميم Majorana 1 باستخدام هدف واضح:الوصول إلى مليون كيوبت. مستوى المقياس الذي هو ضروري لجعل الحوسبة الكمومية مفيدة حقًا. تسمح هندسة Majorana 1 بـ التحكم الرقمي في الكيوبتات، مما يؤدي إلى تبسيط التصميم وتقليل الحاجة إلى معايرات تناظرية معقدة.
وقال ناياك "لقد اتخذنا خطوة إلى الوراء وسألنا عن الخصائص التي يجب أن يتمتع بها الترانزستور في العصر الكمومي". "هكذا هو الحال" لقد وصلنا إلى هذا المزيج الفريد "من المواد والتصميم."
ما هي الآثار المترتبة على المستقبل؟
إمكانية بناء حاسوب كمي موثوق وقابل للتطوير وسيكون لها آثار ثورية في عدة قطاعات:
- الكيمياء والمواد:اكتشاف محفزات جديدة لتحلل المواد البلاستيكية الدقيقة أو لإنشاء مواد متجددة ذاتيا.
- الصحة:تصميم الأدوية وتحسين التفاعلات الأنزيمية لمحاربة الأمراض.
- الصناعة والهندسة:تطوير مواد أكثر مقاومة للتآكل وعمليات إنتاج أكثر كفاءة.
مايكروسوفت هي دمج هذه التقنيات بالفعل في نظامها البيئي Azure Quantum، مما يخلق تآزرًا بين الحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء.
المنافسة في قطاع الكم
La تشتد المنافسة على الحوسبة الكمومية. جوجلفي ديسمبر/كانون الأول الماضي، تم تقديم رقاقة الصفصاف، قادرة على حل حساب في أقل من خمس دقائق والتي كانت لتستغرق من أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحالية عشرة سبتليار سنة، أي أكثر من عمر الكون.
NVIDIA، قائد في قطاع شرائح الذكاء الاصطناعي، لديها مؤخرا أعرب عن شكوكه حول إمكانية أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية مفيدة فعليًا تصبح حقيقة في غضون العشرين سنة القادمة. وقد تنافست مايكروسوفت وجوجل على هذا المنصب. عواقب كبيرة:تصريحات الرئيس التنفيذي جنسن هوانغ لقد أثارت في الواقع انخفاض في القيمةمع ضياع مليارات الدولارات في رسملة الشركات في هذا القطاع.
الآن، مع ماجورانا 1، مايكروسوفت تضع نفسها في الصدارة في السباق نحو الحوسبة الكمومية، وتضع نفسها كواحدة من الأبطال الرئيسيين في التحدي الذي يواجه مستقبل التكنولوجيا.
