دستاورد عظیم مایکروسافت در رایانش کوانتومی؛ تراشه Majorana 1 معرفی شد

مایکروسافت پس از ۱۷ سال تحقیق‌وتوسعه، تراشه کوانتومی جدید خود به نام Majorana 1 را رونمایی کرد. تیم تحقیقاتی مایکروسافت به‌مدت ۱۷ سال به‌دنبال ابداع ماده و معماری نوینی برای محاسبات کوانتومی بوده است و اکنون نتیجه این تلاش طولانی در قالب اولین پردازنده کوانتومی مبتنی‌بر معماری جدید، Majorana 1، به بار نشسته است.

قلب تپنده هر رایانش کوانتومی کیوبیت‌ها هستند. کیوبیت‌ها واحدهای اطلاعاتی در محاسبات کوانتومی‌ محسوب می‌شود؛ درست مانند بیت‌ها که واحدهای اطلاعاتی در کامپیوترهای کلاسیک امروزی به‌ شمار می‌روند. شرکت‌هایی نظیر IBM و گوگل و مایکروسافت سال‌هاست تلاش می‌کنند تا کیوبیت‌ها را به‌اندازه بیت‌ها مطمئن سازند؛ چراکه کیوبیت‌ها بسیار ظریف‌تر و در برابر نویزهای محیطی حساس‌تر هستند. این حساسیت می‌تواند به ایجاد خطا و ازدست‌رفتن داده‌ها منجر شود.

تراشه Majorana 1 این توانایی بالقوه را دارد که تا یک‌میلیون کیوبیت را روی یک تراشه جای دهد؛ تراشه‌ای که اندازه آن تفاوت چندانی با پردازنده‌های مرکزی (CPU)  به‌کاررفته در کامپیوترهای شخصی و سرورها ندارد. در این تراشه جدید، مایکروسافت به‌جای استفاده از الکترون‌ها برای محاسبات از ذرات Majorana بهره می‌برد.

جزئیات پژوهش مایکروسافت در مقاله‌ منتشرشده در نشریه معتبر نیچر (Nature) چاپ شده است. این مقاله نحوه خلق کیوبیت توپولوژیکی به‌واسطه محققان مایکروسافت را شرح می‌دهد. مایکروسافت ماده جدیدی از جنس آرسنید ایندیوم و آلومینیوم ساخته و هشت کیوبیت توپولوژیکی را روی یک تراشه جای‌ داده است. هدف نهایی مایکروسافت مقیاس‌دهی این فناوری به یک‌میلیون کیوبیت خواهد بود.

به گفته مایکروسافت، یک تراشه با یک‌میلیون کیوبیت می‌تواند شبیه‌سازی‌هایی را انجام دهد که بسیار دقیق‌ هستند و به بهبود درک ما از جهان طبیعی و کشف دستاوردهای جدید در پزشکی و علم مواد کمک کنند. این وعده‌ی محاسبات کوانتومی سال‌ها مدنظر بسیاری از شرکت‌ها و محققان بوده و مایکروسافت معتقد است که ابررسانای توپولوژیکی آن، گام بزرگ بعدی در این مسیر خواهد بود.

آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) نیز مایکروسافت را به‌عنوان یکی از دو شرکتی انتخاب کرده است که به مرحله نهایی برنامه «سیستم‌های کاوش نشده برای محاسبات کوانتومی در مقیاس کاربردی» (US2QC) راه یافته‌اند. مایکروسافت اکنون موظف خواهد بود تا نمونه اولیه رایانه کوانتومی خطاپذیر مبتنی‌بر کیوبیت‌های توپولوژیکی را در کمتر از ۱۰ سال بسازد.