مایکروسافت از یک پیشرفت بزرگ در رایانش کوانتومی خبر داد

مایکروسافت اعلام کرده که اولین “کیوبیت توپولوژیک” را در دستگاهی ساخته که اطلاعات را در یک حالت خاص ماده ذخیره می‌کند. این پیشرفت می‌تواند نقطه عطفی در رایانش کوانتومی باشد.  

به گزارش سیلاد و به نقل از ساینس‌آلرت، این شرکت مقاله‌ای در مجله نیچر منتشر کرده و نقشه راهی برای توسعه بیشتر ارائه داده است. پردازنده مایورانا یک (Majorana 1) این شرکت ظرفیت قرارگیری تا یک میلیون کیوبیت را دارد که می‌تواند به تحقق اهدافی مانند شکستن رمزنگاری‌ها و طراحی سریع‌تر داروها و مواد جدید کمک کند.  

اگر ادعای مایکروسافت درست باشد، این شرکت از رقبایی مانند IBM و گوگل پیشی گرفته است. با این حال، مقاله منتشر شده در نیچیر تنها بخشی از ادعای آنها را تأیید می‌کند و هنوز چالش‌های زیادی در پیش است.  

کیوبیت چیست؟  
کیوبیت‌ها واحدهای اطلاعاتی رایانه‌های کوانتومی هستند که برخلاف بیت‌های عادی، می‌توانند به‌طور همزمان در وضعیت ۰ و ۱ باشند. این ویژگی برای کامپیوترهای کوانتومی امکان انجام محاسبات پیچیده‌ای که رایانه‌های کلاسیک از پس آن برنمی‌آیند را فراهم می‌آورد. اما ساخت کیوبیت‌های پایدار دشوار است، زیرا کوچک‌ترین تداخل خارجی می‌تواند وضعیت کوانتومی آنها را از بین ببرد.  

روش منحصربه‌فرد مایکروسافت  
مایکروسافت از رویکردی جدید برای ساخت کیوبیت‌ها استفاده کرده که بر پایه ذرات مایورانا است. این ذرات که در سال ۱۹۳۷ توسط فیزیک‌دان ایتالیایی اتوره مایورانا پیش‌بینی شدند، در طبیعت یافت نمی‌شوند و تنها در شرایط خاص در ابررساناهای توپولوژیک ظاهر می‌شوند.  

تیم مایکروسافت با استفاده از دو سیم کوچک، که هر کدام در دو انتهای خود یک ذره مایورانا دارند، کیوبیتی ساخته که مقدار آن از طریق امواج مایکروویو اندازه‌گیری می‌شود.  
 

مزیت کیوبیت‌های توپولوژیک  
دلیل توجه ویژه مایکروسافت این بوده که این کیوبیت‌ها با بافتن (braiding) ذرات مایورانا ایجاد می‌شوند که آنها را نسبت به تداخلات خارجی مقاوم‌تر می‌کند. در تئوری، این فناوری می‌تواند کامپیوترهای کوانتومی را از خطاهای رایج مصون نگه دارد.  

چالش‌ها و گام بعدی  
با این وجود، این روش هم بدون نقص نیست. حتی در این طراحی، برخی عملیات مانند T-gate همچنان دچار خطا می‌شود. اما این خطاها نسبت به روش‌های دیگر آسان‌تر اصلاح می‌شوند.  

مایکروسافت اکنون تلاش می‌کند تعداد کیوبیت‌ها را افزایش داده و مقیاس‌پذیری این فناوری را اثبات کند. جامعه علمی نیز این پیشرفت را از نزدیک زیر نظر خواهد داشت تا صحت ادعاهای این شرکت مشخص شود.