مایکروسافت یک چیپ جدید به نام “مایورانا ۱” معرفی کرده است که به گفته این شرکت، می‌تواند امکان ساخت رایانه‌های کوانتومی را فراهم کند که قادر به حل مشکلات “مهم و در مقیاس صنعتی در چند سال، نه دهه‌ها” خواهند بود.

این پیشرفت جدید در زمینه رایانه‌های کوانتومی است – فناوری‌ای که از اصول فیزیک ذرات برای ایجاد نوع جدیدی از رایانه استفاده می‌کند که قادر به حل مسائلی است که رایانه‌های معمولی نمی‌توانند آنها را حل کنند.

ساخت رایانه‌های کوانتومی قدرتمند کافی برای حل مشکلات دنیای واقعی بسیار چالش‌برانگیز است و برخی از کارشناسان معتقدند که این فناوری هنوز دهه‌ها با رسیدن به بلوغ فاصله دارد.

مایکروسافت می‌گوید این جدول زمانی اکنون می‌تواند با پیشرفت‌های “تحولی” که در توسعه چیپ جدید خود داشته است، تسریع شود. این چیپ شامل “رسانای توپولوژیک” است که بر اساس یک ماده جدید ساخته شده است.

این شرکت معتقد است که رسانای توپولوژیک می‌تواند به اندازه نیمه‌رساناها در تاریخ رایانه‌ها انقلابی باشد.

اما کارشناسان به بی‌بی‌سی گفته‌اند که برای ارزیابی کامل اهمیت این تحقیق جدید و تأثیر آن بر رایانه‌های کوانتومی، نیاز به داده‌های بیشتری است.

جنسن هوانگ، مدیرعامل شرکت پیشرو در زمینه چیپ، انویدیا، در ماه ژانویه گفته بود که رایانه‌های کوانتومی “بسیار مفید” در ۲۰ سال آینده به وجود خواهند آمد.

چیتان نایاک، متخصص فنی سخت‌افزار کوانتومی در مایکروسافت، گفت که او معتقد است این پیشرفت‌ها تفکر معمولی در مورد آینده رایانه‌های کوانتومی را به چالش خواهد کشید.

“بسیاری از افراد گفته‌اند که رایانه‌های کوانتومی، به عبارت دیگر رایانه‌های کوانتومی مفید، دهه‌ها با ما فاصله دارند”، او گفت. “من فکر می‌کنم که این پیشرفت‌ها ما را به چند سال جلوتر از دهه‌ها می‌رساند.”

تراویس همبل، مدیر مرکز علوم کوانتومی آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالات متحده، گفت که او با مایکروسافت موافق است که این شرکت اکنون قادر خواهد بود نمونه‌های اولیه را سریع‌تر تحویل دهد، اما هشدار داد که همچنان کارهایی باقی مانده است.

“اهداف بلندمدت برای حل مسائل صنعتی با رایانه‌های کوانتومی نیاز به مقیاس‌بندی بیشتر این نمونه‌های اولیه دارد”، او گفت.

رایانه‌های کوانتومی وعده انجام محاسباتی را می‌دهند که سیستم‌های امروزی میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا انجام دهند و می‌توانند کشفیات جدیدی در زمینه‌های پزشکی، شیمی و بسیاری دیگر از حوزه‌ها را باز کنند.

بسیاری از مشکلات مهمی وجود دارند که رایانه‌های “کلاسیک”، از نوعی که ما هر روز از آنها در گوشی‌ها، لپ‌تاپ‌ها و برنامه‌های مدرن استفاده می‌کنیم، قادر به حل آنها نیستند.

اما این مشکلات ممکن است برای ماشین‌های کوانتومی قابل حل باشند و وعده کشفیات جدیدی را بدهند که شامل ساخت داروهای جدید یا طراحی باتری‌های بهتر می‌شود.

شرکت‌های فناوری مختلف، از جمله غول‌های سیلیکون ولی، در حال حاضر در یک رقابت چند میلیارد دلاری برای توسعه یک رایانه کوانتومی قدرتمند به اندازه کافی برای حل این مشکلات هستند.

مایکروسافت روش متفاوتی را در پیش گرفته است نسبت به بیشتر رقبای خود.

راه این شرکت برای ساخت یک رایانه کوانتومی به این بستگی دارد که بتواند یک “رسانای توپولوژیک” یا همان “توپوکنداکتور” را ایجاد کند.

این فناوری از ماده‌ای که به تازگی توسعه یافته برای ایجاد یک حالت جدید از ماده استفاده می‌کند – به نام “حالت توپولوژیک” که نه گاز، نه مایع و نه جامد است و تا چندی پیش تنها در نظریه وجود داشت.

به‌ویژه، این روش به ذراتی به نام ذرات مایورانا وابسته است، که قبلاً به‌عنوان مفهومی نظری شناخته می‌شدند و کارهایی که ادعا می‌کردند آنها در سال ۲۰۱۸ کشف شده‌اند، پس از آن پس گرفته شد.

ریسک بالا، پاداش بالا؟ در حالی که رقبای مایکروسافت به طور منظم اعلامیه‌هایی منتشر می‌کردند – به ویژه “ویلو” از گوگل در اواخر ۲۰۲۴ – به نظر می‌رسید که مایکروسافت زمان بیشتری صرف می‌کرد.

پیگیری این رویکرد، به گفته خود شرکت، یک استراتژی “ریسک بالا، پاداش بالا” بود، اما اکنون این شرکت معتقد است که این استراتژی به نتیجه خواهد رسید.

مایکروسافت می‌گوید: “همانطور که اختراع نیمه‌رساناها رایانه‌های امروزی، گوشی‌های هوشمند و الکترونیک‌ها را ممکن ساخت، توپوکننداکتورها و نوع جدید چیپ‌هایی که آنها ممکن می‌سازند، مسیرهایی برای توسعه سیستم‌های کوانتومی ارائه می‌دهند.”

بزرگترین چالش در رایانه‌های کوانتومی به بلوک سازنده اصلی آنها، که “کیوبیت” نامیده می‌شود، مربوط می‌شود. کیوبیت‌ها بسیار سریع هستند، اما کنترل آنها بسیار دشوار است و مستعد خطا هستند.

هرچه تعداد کیوبیت‌ها در یک چیپ بیشتر باشد، آن چیپ قدرتمندتر است.

مایکروسافت می‌گوید که هشت کیوبیت توپولوژیک جدید خود را در چیپ جدیدش قرار داده است – که به طور قابل توجهی کمتر از چیپ‌های ساخته شده توسط برخی از رقبای آن است.

با این حال، این شرکت ادعا می‌کند که مسیرهایی برای افزایش تعداد کیوبیت‌ها تا یک میلیون عدد دارد – که می‌تواند قدرت محاسباتی عظیمی ایجاد کند.

پرفسور پل استیونسون از دانشگاه سوری گفت که تحقیقاتی که مایکروسافت منتشر کرده است “گام مهمی” است، اما او احساس می‌کند که چالش‌های سختی در پیش رو دارد.

او گفت: “تا زمانی که گام‌های بعدی برداشته نشده، خیلی زود است که چیزی بیشتر از خوش‌بینی محتاطانه باشیم.”

کریس هیونن، استاد برنامه‌نویسی کوانتومی در دانشگاه ادینبرو، به بی‌بی‌سی گفت که او احساس می‌کند برنامه‌های مایکروسافت “قابل اعتماد” هستند.

او گفت: “این پیشرفت امیدوارکننده‌ای است پس از بیش از یک دهه چالش، و چند سال آینده نشان خواهد داد که آیا این نقشه‌راه هیجان‌انگیز به واقعیت تبدیل می‌شود یا نه.”

منبع: بی‌بی‌سی