نشرت Microsoft تتويجا لمدة 20 عامًا من البحث في الجسيمات دون الذرية ، والمعروفة باسم Majorana Fermions ، والتي تهدف إلى استخدامها لبناء كمبيوتر كمي بقيمة مليون نسمة.
تضمن البحث تطوير Qubits الطوبولوجية ، والتي ستتوقعها Microsoft Research المتوقع أكثر استقرار Qubitsيتطلب تصحيح خطأ أقل. ورقة بحث في خاصية هذه الجسيمات ، يلاحظ أن Majorana fermions لها quirk الرياضية ، مما يشير إلى أنه إذا كان لا يمكن تمييز fermions و anti-frmions ، فقد يكونون قادرين على التعايش دون إبادة بعضها البعض.
https://www.youtube.com/watch؟v=wshmygpquq
في مقطع فيديو على YouTube يناقش البحث ، قال زميل Microsoft الفني Matthais Troyer: “أظهرت نظرية Majorana أنه من الممكن أن يكون لديك جسيم مضاد له. هذا يعني أنه يمكنك أخذ اثنين من هذه الجسيمات وتجمعهما معًا ، ويمكنهم الإبادة ولا يوجد شيء متبقي. أو يمكنك أن تأخذ جسيمين وتجمعهما معًا ولديك جسيمين. “
يوفر هذا وسيلة لربط حالة لا شيء عندما يقوم Fermion و Anti-Fremion بإبادة بعضهما البعض باعتباره “0” ثنائي ، وعندما يكونا كلاهما “1”.
وقال زميل Microsoft الفني Krysta Svore إن Microsoft نجحت في تصميم شريحة تسمى Majorana 1 قادرة على قياس وجود جزيئات Majorana Fermion. قالت: “تسمح لنا Majorana بإنشاء Qubit الطوبولوجي” ، حيث يكون Qubit موثوقًا وصغيرًا ويمكن التحكم فيه.
تعني طبيعة جزيئات Majorana أنها تخفي المعلومات الكمومية ، مما يجعلها أكثر قوة ، ولكن أيضًا من الصعب قياسها. طورت Microsoft نهج قياس جديد لادعاء أنه دقيق لدرجة أنه يمكنه اكتشاف الفرق بين مليار ومليار وإلكترونات واحدة في سلك توصيل فائق ، والذي يستخدم لتحديد حالة Qubit للحساب الكمي.
وفقًا لـ SVORE ، فإن النهج الذي اتبعته Microsoft يدور حول مشكلة الضوضاء وهذا يؤدي إلى أخطاء في Qubits ، والتي تؤدي إلى أجهزة الكمبيوتر الكم المعرضة للخطأ.
وقالت: “الآن بعد أن أصبح لدينا هذه الحشوات الطوبولوجية ، يمكننا بناء بنية كمية جديدة تمامًا ، وهي جوهر طوبولوجي ، والذي يمكن أن يتوسع إلى مليون طوبولوجي على شريحة صغيرة”.
قال Svore أن كل ذرة في هذه الشريحة يتم وضعها عن قصد. وأضافت: “لقد تم بناؤه من الألف إلى الياء”. إنها حالة جديدة تمامًا. فكر فينا على أنه بناء الصورة من خلال طلاءها Atom بواسطة Atom. “
المعالجات المستخدمة لتشغيل أجهزة الكمبيوتر تستخدم تقليديا الإلكترونات. “لا نستخدم الإلكترونات للحساب” ، قال Svore. “نحن نستخدم Majoranas.”
Majorana 1 هي شريحة الكم الجديدة من Microsoft التي تجمع بين كل من Qubits وكذلك إلكترونيات التحكم المحيطة. جنبا إلى جنب مع منطق التحكم ، يتطلب نهج Microsoft للحوسبة الكمومية ثلاجة التخفيف التي تحافظ على Qubits في درجات حرارة أكثر برودة من المساحة الخارجية. قامت Microsoft أيضًا بتطوير مكدس برامج ، وهو أمر ضروري لتمكين التطبيقات من الاستفادة من الحوسبة الكمية من Microsoft.
يمكن الاحتفاظ بجهاز Majorana 1 في راحة اليد ، ويتناسب بدقة مع كمبيوتر الكم الذي يمكن نشره بسهولة داخل Azure DataCenterres. وقال نائب رئيس Microsoft Zulfi ALAM: “الطريقة التي يقوم بها النظام الذي نقوم بإنشائه بالأعمال هي أن يكون لديك مسرع الكم”. “لديك آلة كلاسيكية تعمل معها وتسيطر عليها. ثم لديك التطبيق الذي يذهب بشكل أساسي بين الكلاسيكية والكمية اعتمادًا على المشكلة التي تحاول حلها. “
بمجرد الانتهاء من الحسابات ، يتم إعادة توصيل النتائج على الجهاز الحسابي الكلاسيكي ، حيث ظهرت كإجابة على المشكلة.
الباحثون في Microsoft واثقون من أن النهج الذي اتبعوه مع Majorana 1 سيكون قادرًا على التوسع ، وهو أمر أعاق ما يعيق تقدم الحوسبة الكمومية ، نظرًا للطبيعة المعرضة للخطأ لتوسيع نطاق Qubits المنطقي. تستخدم بنية Qubit الطوبولوجية من Microsoft الأسلاك النانوية المصنوعة من الألومنيوم التي انضمت معًا في شكل “H”. يحتوي كل H على أربعة majoranas يمكن السيطرة عليها يتم دمجها على Qubit واحد. يمكن أيضًا توصيل HS عبر الشريحة.
“إنه أمر معقد من حيث أنه كان علينا إظهار حالة جديدة من المادة للوصول إلى هناك ، ولكن بعد ذلك ، الأمر بسيط إلى حد ماقال سفور. “البلاط خارج. لديك هذه الهندسة المعمارية الأكثر بساطة التي تعد بمسار أسرع بكثير إلى الحجم. “
