صدور أول رقاقة كمبيوتر كمي من مايكروسوفت ، Majorana 1! من المتوقع أن تعزز التطور في مراكز البيانات والكيمياء والطب في المستقبل

مايكروسوفت (Microsoft) أعلنت في 19/2 عن أول شريحة حوسبة كمومية "Majorana 1" ، مشيرة إلى أن Majorana 1 قد تجد تطبيقاً مستقبلاً في مراكز البيانات وتحقق انقلاباً كبيراً في المجالات الكيميائية والطبية وغيرها.

شرائح الكم مايورانا 1 تظهر للعالم، مايكروسوفت تسعى للسيطرة على مستقبل الحوسبة

أعلنت مايكروسوفت عن إطلاق أول شريحة كمبيوتر كمّي تحت اسم "Majorana 1"، تحمل هذه الشريحة 8 بتات كمّية (qubits)، على الرغم من أنها حاليًا يمكن استخدامها فقط لعمليات الحساب الرياضي البسيطة، إلا أن مهندسي مايكروسوفت يرون أن هذا هو أساس كمبيوتر الكم في المستقبل، وقد يتم توسيعها في المستقبل إلى مليون qubits، متفوقة بشكل كبير على قدرة الحواسيب الحالية.

ظهور رقاقة مايورانا 1 للحوسبة الكمومية من مايكروسوفت

تم نشر هذه النتائج البحثية مؤخرًا في المجلة الشهيرة 'Nature' ، وقال جيسون زاندر نائب الرئيس التنفيذي لشركة مايكروسوفت: 'في عام 1937 ، قدم العلماء هذه النظرية ، واليوم نحن أخيرًا قادرون على الاستفادة منها. عصر الكمبيوتر الكمي قد يكون في السنوات القليلة القادمة ، وليس بعد عقود.'

تجاوز تكنولوجيا الحوسبة الكمية، ومن المتوقع أن تغير نمط الحوسبة

يكمن الجوهر الكمومي في الكيوبتس، حيث يمكن أن يكون في حالتي 0 و 1 في نفس الوقت بشكل مختلف عن الكمبيوتر التقليدي، مما يمكنه تحقيق قدرة حسابية تتجاوز الطريقة التقليدية للحساب. هذه الخاصية تتيح للكمبيوتر الكمومي حساب عدة احتمالات في نفس الوقت، وحل مشاكل يصعب على الكمبيوتر العادي معالجتها.

الصورة تُظهر الاختلاف بين بت الكم وبت الحاسوب التقليدي.

في الآونة الأخيرة، قدمت Google أيضًا أحدث رقاقات الكم الخاصة بها، حيث أكملت حسابًا يحتاج الكمبيوتر التقليدي إلى "عمر الكون" لحله في 5 دقائق فقط، مما يظهر أن تقنية الكم تتقدم تدريجيًا نحو التطبيق العملي. ومع ذلك، يكمن التحدي الرئيسي في الحوسبة الكمية الحالية في "معدل الأخطاء"، لأن الجسيمات الكمية تتأثر بسهولة بالبيئة، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء في نتائج الحساب.

تستخدم Microsoft تقنية Majorana لتقليل معدل الخطأ في العمليات الكمومية

بدأت مايكروسوفت البحث في الحوسبة الكمية منذ عام 2004، واختارت مسارًا مختلفًا عن شركات التكنولوجيا الأخرى، مع التركيز على تقليل أخطاء الحسابات واعتماد تقنية الجسيمات المايورانا. تم اقتراح هذه الجسيمات الخاصة من قبل فيزيائي إيطالي في عقد 1930، وتعتقد مايكروسوفت أنها أكثر استقرارًا من الكيوبتس التي تنتجها التكنولوجيا الأخرى، وأقل عرضة لحدوث أخطاء انقلاب البيانات.

لتحكم بنجاح في Majorana، قام فريق مايكروسوفت باستخدام مادة الزرنيخ (Indium-Arsenide) على المستوى الذري، بالاشتراك مع (Aluminum Nanowires)، لتكوين هيكل H، ومن ثم التحكم فيها من خلال درجات حرارة منخفضة جدًا وحقول مغناطيسية، لإحداث Majorana عند أربع نقاط نهاية، وبالتالي تشكيل qubit واحد، وقراءة النتائج الحسابية من خلال إشارات الميكروويف. يمكن توسيع هذا الهيكل بشكل أكبر لتشكيل رقائق كمية أكبر.

بعد بحث مضنٍ وتعثر مستمر، تمكنت مايكروسوفت أخيرًا من تجاوز العقبات التقنية

أعلنت مايكروسوفت بالفعل في عام 2018 عن اكتشاف جسيم Majorana ، لكنها سحبت الورقة البحثية في وقت لاحق ، مشيرة إلى وجود خطأ في البحث في ذلك الوقت. بعد سنوات من تحسين التقنيات ، نجحت مايكروسوفت أخيرًا في قياس جسيم Majorana والتحكم فيه ، واستخدمته في شريحة Majorana 1 ، مما يمهد الطريق للحوسبة الكمية على نطاق واسع في المستقبل.

على الرغم من أن قدرات الحوسبة لمايورانا 1 محدودة حاليًا، إلا أن الاختراق التقني لمايكروسوفت يعني أن الكمبيوتر الكمي أصبح أقرب إلى الاستخدام. مع تسارع شركات التكنولوجيا العملاقة مثل Google و Microsoft في تطوير التكنولوجيا الكمية، قد تقوم الحوسبة الكمية في المستقبل بقلب النموذج التقليدي للحسابات وتعزيز تطور مراكز البيانات والبحوث الكيميائية وتشخيص الطب.

(《فهم سريع للحوسبة الكمية في ساعة واحدة》: دليلك لفهم عميق لثورة الكم، يمكنك فك تشفير الشبكة في ثوانٍ معدودة)

هذه المقالة هي الكمبيوتر الكمي الأول من مايكروسوفت ، رقاقة Majorana 1! من المتوقع أن تعزز مركز البيانات والكيمياء والطب في المستقبل. ظهرت لأول مرة في أخبار Chain ABMedia.