هذا المقال هو أعيد نشرها من المحادثة تحت أ رخصة العموم الإبداعية.
أعلن الباحثون في Microsoft عن إنشاء أول “Qubits” في جهاز يخزن المعلومات في حالة غريبة من المادة ، فيما قد يكون بمثابة اختراق كبير للحوسبة الكمومية.
في الوقت نفسه ، نشر الباحثون أيضًا ورقة في الطبيعة و “خريطة الطريق” لمزيد من العمل. من المفترض أن يتناسب تصميم معالج Majorana 1 مع مليون ربع ، مما قد يكون كافياً لتحقيق العديد من الأهداف المهمة للحوسبة الكمومية – مثل تكسير رموز التشفير وتصميم الأدوية والمواد الجديدة بشكل أسرع.
إذا كانت مطالبات Microsoft تخرج ، فقد تكون الشركة قد قفزت منافسين مثل IBM و Google ، الذين يبدو أنهم يقودون السباق حاليًا لبناء كمبيوتر الكم.
ومع ذلك ، فإن ورقة الطبيعة التي استعرضها النظراء لا تظهر إلا جزءًا مما ادعى الباحثون ، وما زالت خريطة الطريق تتضمن العديد من العقبات التي يجب التغلب عليها. على الرغم من أن البيان الصحفي Microsoft يعرض شيئًا من المفترض أن يكون أجهزة الحوسبة الكمومية ، فإننا لا نملك أي تأكيد مستقل لما يمكن أن تفعله. ومع ذلك ، فإن الأخبار من Microsoft واعدة للغاية.
الآن ربما لديك بعض الأسئلة. ما هو Qubit الطوبولوجي؟ ما هو Qubit على الإطلاق ، لهذه المسألة؟ ولماذا يريد الناس أجهزة الكمبيوتر الكم في المقام الأول؟
من الصعب بناء البتات الكمومية
كانت أجهزة الكمبيوتر الكمومية قد تحلمت لأول مرة في الثمانينات. عندما يقوم جهاز كمبيوتر عادي بتخزين المعلومات في البتات ، يقوم جهاز كمبيوتر الكم بتخزين المعلومات في البتات الكمومية – أو Qubits.
يمكن أن يكون لدى البت العادي قيمة 0 أو 1 ، ولكن يمكن أن يكون هناك القليل من الكمومية (بفضل قوانين ميكانيكا الكم ، التي تحكم جزيئات صغيرة جدًا) يمكن أن يكون لها مزيج من الاثنين. إذا كنت تتخيل جزءًا عاديًا كسهم يمكن أن يشير إلى أعلى أو لأسفل ، فإن Qubit هو سهم يمكن أن يشير في أي اتجاه (أو ما يسمى “تراكب” لأعلى ولأسفل).
هذا يعني أن الكمبيوتر الكم سيكون أسرع بكثير من جهاز كمبيوتر عادي لأنواع معينة من الحسابات – وخاصة بعضها علاقة مع الرموز غير المنتظمة ومحاكاة الأنظمة الطبيعية.
حتى الان جيدة جدا. ولكن اتضح أن بناء Qubits الحقيقية والحصول على المعلومات داخل وخارجها أمر صعب للغاية ، لأن التفاعلات مع العالم الخارجي يمكن أن تدمر الحالات الكمومية الحساسة في الداخل.
لقد جرب الباحثون الكثير من التقنيات المختلفة لصنع Qubits ، باستخدام أشياء مثل الذرات المحاصرة في الحقول الكهربائية أو الدوامات من الدوامات الحالية في الموصلات الفائقة.
أسلاك صغيرة وجزيئات غريبة
اتبعت Microsoft نهجًا مختلفًا تمامًا لبناء “Qubits الطوبولوجية”. لقد استخدموا ما يسمى جزيئات Majorana ، التي تم نظريتها أولاً في عام 1937 من قبل الفيزيائي الإيطالي Ettore Majorana.
Majoranas لا تحدث بشكل طبيعي جزيئات مثل الإلكترونات أو البروتونات. بدلاً من ذلك ، فهي موجودة فقط داخل نوع نادر من المواد التي يسمى الموصل الفائق الطوبولوجي (الذي يتطلب تصميمًا متقدمًا للمواد ويجب تبريده إلى درجات حرارة منخفضة للغاية).
