مایکروسافت می خواهد در یک دهه یک ابر کامپیوتر کوانتومی بسازد

از زمان شروع مسابقه کوانتومی، مایکروسافت روی کیوبیت توپولوژیکی گریزان اما بالقوه تغییر دهنده بازی شرط بندی کرده است. اکنون این شرکت ادعا می کند که تگرگ مری نتیجه داده است، گفته می تواند در کمتر از یک دهه یک پردازنده فعال بسازد.

شرکت‌های پیشرو محاسبات کوانتومی امروزی عمدتاً بر روی کیوبیت‌ها - معادل کوانتومی بیت‌ها - که از الکترونیک ابررسانا ساخته شده‌اند تمرکز کرده‌اند. یون های به دام افتاده، یا فوتون ها این دستگاه‌ها در سال‌های اخیر به نقاط عطف چشمگیری دست یافته‌اند، اما خطاهایی که به این معنی است که یک کامپیوتر کوانتومی قادر به خروجانجام دادن کلاسیک هنوز کمی دور به نظر می رسد.

از سوی دیگر، مایکروسافت مدت‌هاست که از محاسبات کوانتومی توپولوژیکی دفاع کرده است. این رویکرد به جای رمزگذاری اطلاعات در حالات تک تک ذرات، اطلاعات را در ذرات رمزگذاری می کند ساختار فراگیر سیستم. در هفتمدر واقع، این امر باید دستگاه ها را به میزان قابل توجهی در برابر نویزهای پس زمینه محیط تحمل کند و در نتیجه کم و بیش ضد خطا باشد.

با این حال، برای انجام این کار، باید یک شکل عجیب و غریب از شبه ذره به نام a تولید کنید حالت صفر مایورانا (MZMs)، که بسیار دشوار است. مقاله جدیدی از محققان مایکروسافت اکنون ادعا می کند که به این شاهکار دست یافته است و نقشه راهی برای استفاده از آنها برای ساخت رایانه ای با قابلیت انجام یک میلیون عملیات کوانتومی در ثانیه ارائه کرده است.

"چتان نایاک از مایکروسافت در این باره نوشت: این یک مسیر توسعه سخت در کوتاه مدت بوده است، زیرا مستلزم آن بود که ما پیشرفتی در فیزیک داشته باشیم که برای دهه‌ها از محققان دور بوده است. یک پست وبلاگ. با غلبه بر بسیاری از چالش‌ها، خوشحالیم که مقاله‌ای که توسط همتایان بررسی شده است، نشان می‌دهد که مایکروسافت به اولین نقطه عطف در ایجاد یک ابررایانه کوانتومی قابل اعتماد و کاربردی دست یافته است.»

رویکرد مایکروسافت به محاسبات کوانتومی مبتنی بر شاخه ای مبهم از ریاضیات به نام توپولوژی است. برای توصیف خصوصیات اساسی شکل یک جسم استفاده می شود که با تغییر شکل، پیچ خوردگی یا کشیده شدن تغییر نمی کند.

La مثال کلاسیک این واقعیت است که از نظر توپولوژیکی، یک دونات و یک لیوان قهوه یک شکل هستند، زیرا هر کدام دارای یک سوراخ منفرد هستند - در مرکز دونات و دسته لیوان. گاز گرفتن دونات یا خرد کردن لیوان شکل کلی آن را تغییر نمی دهد، اما نصف کردن دونات یا جدا کردن دسته آن باعث تغییر شکل آن می شود.

بینش محاسبات کوانتومی این است که اگر بتوانید اطلاعات را در وضعیت توپولوژیکی یک سیستم ذخیره کنید، به طور مشابه در برابر اغتشاشات جزئی مقاوم خواهد بود. این امر می‌تواند آن را تا حد زیادی در برابر نویزهای محیطی که اغلب با حالت‌های کوانتومی شکننده فناوری‌های کیوبیت امروزی تداخل می‌کند مصون سازد.

تحقیقات اولیه MZM ها - مجموعه های غیرمعمول الکترون هایی که به صورت یک ذره رفتار می کنند - به عنوان یک نامزد امیدوارکننده برای ایجاد "کیوبیت های توپولوژیکی" شناسایی کردند. در تئوری، مسیرهای MZM های متعدد را می توان برای ایجاد یک ساختار توپولوژیکی که قادر به انجام محاسبات کوانتومی است، در هم تنیده شد. هر به اصطلاح "بافته" بین یک جفت MZM به طور موثر عمل می کندs به عنوان یک دروازه منطقی

اما ایجاد این کیوبیت های توپولوژیکی بسیار دشوار است. ساختن سخت افزاری که قادر به تولید MZM باشد، نه تنها مشکل است تشخیص آنها بسیار دشوار است از انواع حالت های کوانتومی مشابه که برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی کاربرد ندارند. مایکروسافت در واقع اعلام کرد که MZM ها را در نانوسیم های متصل به یک ابررسانا در سال 2018 شناسایی کرده است، اما نتایج باید در سال 2021 پس گرفته شد پس از اینکه گروه های دیگر نتوانستند آن را تکرار کنندm.

با این حال، اکنون این شرکت ادعا می کند که آنها ثابت کرده اند که می توانند MZM را در دستگاه های مشابه تولید کنند. مایکروسافت نتایج اولیه را در سال گذشته منتشر کرد، اما اکنون این تحقیق در مجله معتبر منتشر شده است بررسی فیزیکی ب. در حالی که مطالعه قبلی پس گرفته شده بر تشخیص یک پیک ناگهانی در هدایت الکتریکی سیم تکیه داشت، این بار aآنها از پروتکل دقیق تری استفاده کردند که به دنبال امضاهای MZM در دو سر سیم می گشت.

نایاک گفته شده دانشمند جدید احتمال اینکه هر دستگاهی که این آزمایش جدید را گذرانده باشد، در واقع MZM را نشان ندهد، کمتر از آن است هشت درصد سایر محققین کمتر متقاعد شده بودند، با چندین مورد دانشمند جدید که آزمایش جدید هنوز دارای نقص هایی است و برخی جزئیات در داده ها نشان می دهد که نتایج می تواند پیامد سایر اثرات کوانتومی باشد.

با این وجود، مایکروسافت می‌گوید که نتیجه اولین قدم آن است نقشه راه شش نقطه ای برای ایجاد یک ابر کامپیوتر کوانتومی توپولوژیکی اکنون که شرکت MZM ها را تولید کرده است، گام بعدی استفاده از آنها برای ایجاد کیوبیت های توپولوژیکی قبل از رشته دادن بسیاری از آنها به یکدیگر است.

Krysta Svore از مایکروسافت اگرچه ممکن است راه طولانی به نظر برسد گفته شده صدای خرد کردن یا خرد شدن چیزی زیر دندان یا زیر چرخ و غیره فن آوری آنها تصور می کنندیون توانایی ساخت یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس کامل با قابلیت انجام یک میلیون عملیات کوانتومی در ثانیه در عرض یک دهه.

اما مایکروسافت تنها کسی نیست که در این زمینه پیشرفت کرده است. MZM ها در کلاسی از شبه ذرات به نام هریون غیر آبلی قرار می گیرندs، و آنها تنها مواردی نیستند که می توانند برای ایجاد یک کامپیوتر کوانتومی توپولوژیکی استفاده شوند. In می هم گوگل و هم کوانتینیوم ادعا کرد که نشان داده است که سخت افزار آنها نیز می تواند این همه را تولید کند.

هنوز مشخص نیست که آیا این نشان دهنده آغاز یک تغییر عمده در چشم انداز محاسبات کوانتومی به سمت رویکردهای توپولوژیکی است. اما آن iشواهد رو به رشد مایکروسافت نشان می دهد که قمار اولیه مایکروسافت بر روی این فناوری می تواند نتیجه دهد.

اعتبار تصویر: Microsoft Azure

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. خودرو / خودروهای الکتریکی، کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• BlockOffsets. نوسازی مالکیت افست زیست محیطی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://singularityhub.com/2023/07/05/microsoft-plans-to-build-a-quantum-supercomputer-within-a-decade/