مایکروسافت می گوید محققانش شواهدی از یک پدیده عجیب و غریب پیدا کرده اند که کلید برنامه هایش برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی همه منظوره است.
انتظار می رود این پدیده که به عنوان حالت صفر مایورانا شناخته می شود، راه را برای محاسبات کوانتومی توپولوژیکی هموار کند، یک رویکرد فناوری که برنامه کوانتومی Azure مایکروسافت ترجیح می دهد.
محاسبات کوانتومی به خودی خود مفهوم نسبتاً عجیبی است: بر خلاف دنیای سخت محاسبات کلاسیک یک یا صفر، محاسبات کوانتومی بیت‌ها یا کیوبیت‌های کوانتومی را که می‌توانند یک و صفر را به طور همزمان نمایش دهند تا زمانی که نتایج خوانده شوند، دستکاری می‌کند.
دانشمندان می گویند رویکرد کوانتومی می تواند انواع خاصی از مسائل را – مانند بهینه سازی شبکه یا شبیه سازی برهمکنش های مولکولی – بسیار سریعتر از رویکرد کلاسیک حل کند. مایکروسافت آژور، خدمات وب آمازون و سایر سرویس‌های مبتنی بر ابر در حال حاضر از سیستم‌های ترکیبی استفاده می‌کنند تا برخی از مزایای رویکرد کوانتومی را به برنامه‌های کاربردی از توسعه دارو تا مدیریت ترافیک بیاورند.
همزمان، مایکروسافت و سایر شرکت‌ها در تلاش هستند تا سخت‌افزار و نرم‌افزار محاسباتی کوانتومی کامل بسازند که بتواند طیف وسیع‌تری از برنامه‌ها را مدیریت کند. مایکروسافت یک استراتژی تکنولوژی عجیب و غریب را انتخاب کرده است که شامل القای حالات کوانتومی بر روی هادی های ابررسانای توپولوژیکی است. برای پایدار نگه داشتن این حالات کوانتومی، رساناها حالت مرزنجوشی صفر خواهند داشت که در هر انتها قرار دارند.
رژیم های صفر مرزنجوش از سال 1937 موضوع مورد توجه نظری بوده است، اما برای چندین دهه منحصراً در حوزه تئوری باقی مانده است. در سال 2018، تیمی از محققان اعلام کردند که این پدیده را تنها برای پس گرفتن ادعاهای خود سه سال بعد ایجاد کرده اند. ادعاهای دیگر نیز با بحث و جدل مواجه شده اند و چشم انداز محاسبات کوانتومی توپولوژیکی را زیر سوال می برند.
سال گذشته، تجزیه و تحلیل داده‌های دستگاه‌های کوانتومی آزمایشی Azure Quantum نشانه‌هایی را نشان داد که نشان می‌دهد حالت‌های صفر Majorana در هر دو انتهای یک نانوسیم با تنظیم دقیق وجود دارد. امضاهای دیگر در داده‌های هدایت الکتریکی به باز و بسته شدن چیزی که به عنوان شکاف توپولوژیکی شناخته می‌شود اشاره می‌کند – یکی دیگر از نشانه‌های گویا.
رومن لوچکین، شریک مدیر تحقیقاتی مایکروسافت با تجربه در شبیه سازی کوانتومی، در گزارش مایکروسافت در مورد تحقیقات مایورانا گفت: “ناگهان عجب بود.” ما به داده ها نگاه کردیم و تمام شد.»
زلفی علم، معاون شرکتی که تلاش‌های محاسباتی کوانتومی مایکروسافت را رهبری می‌کند، گفت که تیم سخت‌افزار از یک پانل خارجی از کارشناسان برای بررسی و تایید یافته‌ها دعوت کرده است.
حتی اگر نتایج تایید شوند، تحقیقات بسیار بیشتری برای ایجاد کیوبیت‌های توپولوژیکی و مونتاژ یک کامپیوتر کوانتومی آماده برای زمان اولیه مورد نیاز است. اما حداقل محققان مایکروسافت اطمینان بیشتری خواهند داشت که در مسیر درست قرار دارند.
کریستا سور، مهندس مایکروسافت که برنامه توسعه نرم افزار کوانتومی این شرکت را اجرا می کند، می گوید: «نکته شگفت انگیز این است که انسان ها توانسته اند سیستمی را طراحی کنند که یکی از عجیب ترین بخش های فیزیک در جهان را نشان می دهد. و ما انتظار داریم که از این مزیت برای انجام کارهای تقریباً غیرقابل تصور استفاده کنیم – تمرکز روی یک ماشین کوانتومی مقاوم به خطا که امکان محاسبات در سطح کاملاً جدیدی را فراهم می کند که به روش کار طبیعت نزدیک تر است.
برای جزئیات بیشتر، آخرین داستان نوآوری مایکروسافت را ببینید.