مايكروسوفت تكشف عن شريحة Majorana 1 للحوسبة الكمّية بتقنية ثورية

أعلنت مايكروسوفت شريحتها الجديدة Majorana 1 المخصصة للحوسبة الكمّية، قائلةً إنها ستتيح للحواسيب حل المشكلات المعقدة في غضون سنوات بدلًا من العقود التي تتطلبها الحواسيب التقليدية حاليًا.

وتُعد Majorana 1 أول شريحة كمّية تعتمد على ما يُعرف بـ”بنية النواة الطوبولوجية”، إذ تستخدم نوعًا جديدًا من المواد يُعرف باسم الموصل الطوبولوجي الفائق (Topoconductor)، وهو قادر على إنشاء جسيمات ماجورانا، وهي حالة من المادة ليست صلبة أو سائلة أو غازية.

وتنبأ العلماء بوجود جسيمات ماجورانا في ثلاثينيات القرن الماضي، لكنها لا توجد بنحو طبيعي، بل يجب تصنيعها باستخدام المواد والظروف المناسبة.

وقد نجحت مايكروسوفت في تطوير أسلاك موصل فائق طوبولوجي، من خلال تركيب زرنيخ الإنديوم مع الألمنيوم على مستوى الذرات. وعند تبريد هذه الأسلاك إلى درجة قريبة من الصفر المطلق، وتعديلها بالمجالات المغناطيسية، تتشكل وضعيات ماجورانا الصفرية (MZMs) عند أطرافها.

وأوضحت مايكروسوفت أن الكيوبتات الكمّية المستندة إلى ماجورانا أكثر استقرارًا من البدائل الحالية، وهي أسرع وأصغر حجمًا ويمكن التحكم فيها رقميًا، فضلًا عن امتلاكها خصائص فريدة تحمي المعلومات الكمّية من الضوضاء والتداخل.

ويُعد الكيوبت (Qubit) الوحدة الأساسية للحوسبة الكمومية، تمامًا مثل البت (bit) الذي يشكّل الوحدة الأساسية للحوسبة التقليدية، ولكن خلافًا للبت الذي يكون إما 0 أو 1، يمكن للكيوبت أن يكون في حالة “تراكب”؛ أي أن يكون 0 و 1 في الوقت نفسه بنسب احتمالية مختلفة. وهذه الخاصية تسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بمعالجة كمية ضخمة من البيانات بنحو متوازٍ.

وتهدف مايكروسوفت إلى تصميم شريحة تحتوي على مليون كيوبت، وهو الحد الأدنى المطلوب لتحقيق اختراقات ثورية في الحوسبة الكمّية.

وتقول مايكروسوفت إن حاسوبًا كمّيًا بمليون كيوبت يمكن أن يسهم في تطوير مواد ذاتية الإصلاح تُصلح الشقوق في الطائرات، أو محفّزات كيميائية قادرة على تحليل جميع أنواع البلاستيك إلى منتجات ذات قيمة. كما يمكنه تمكين العلماء من إجراء حسابات معقدة لاستخراج إنزيمات تعزز خصوبة التربة أو تدعم نموًا مستدامًا للغذاء للقضاء على الجوع العالمي.

ومع ذلك، ما زالت الشريحة بحاجة إلى مزيد من المكونات حتى تعمل بكامل طاقتها، ويتطلب تحقيق ذلك سنوات إضافية من التطوير. لكن مايكروسوفت أكّدت أنها تخطت بالفعل أحد أكبر التحديات، وهو إيجاد الطريقة المُثلى لرصّ الموصل الطوبولوجي الفائق بدقة متناهية.

وكانت جوجل قد أعلنت أيضًا في ديسمبر الماضي رقاقتها الجديدة المُخصصة للحوسبة الكمومية “Willow“، محققةً أداءً استثنائيًا في عدة معايير رئيسية، وتضم الرقاقة 105 كيوبت، وقد حققت أداءً رائدًا في تصحيح الأخطاء الكمومية.