مقاله‌ای که توسط اندرو پاول در تاریخ ۲۰ فوریه ۲۰۲۵ منتشر شده است، به معرفی پردازنده کوانتومی جدیدی به نام Majorana 1 می‌پردازد که توسط مایکروسافت طراحی شده است. این پردازنده بر اساس حالت جدیدی از ماده به نام “فرا-رسانای توپولوژیکی” کار می‌کند و به گفته مایکروسافت می‌تواند به ذخیره‌سازی یک میلیون کیوبیت برسد. این پیشرفت می‌تواند زمینه‌ساز ایجاد کامپیوترهای کوانتومی قدرتمندی شود که قادر به حل مسائل پیچیده جهان امروز هستند.
رایانه‌های کوانتومی مایکروسافت:
پردازنده کوانتومی جدید Majorana 1 که توسط مایکروسافت طراحی شده است، بر اساس حالت جدیدی از ماده به نام “فرا-رسانای توپولوژیکی” کار می‌کند. این حالت جدید از ماده که با استفاده از “ذره ماجورانا” که اولین بار در سال ۱۹۳۷ توسط فیزیک‌دان تئوریک ایتوره ماجورانا توصیف شد، ساخته شده است، تا کنون در هیچ آزمایشی مشاهده نشده بود. رایانه‌های کوانتومی از “کیوبیت‌ها” برای استفاده از ویژگی‌های عجیب ذرات زیراتمی بهره می‌برند که این ویژگی‌ها در دماهای بسیار پایین ظاهر می‌شوند.
فرا-رسانای توپولوژیکی:
Majorana 1 از دستگاه‌های تعریف شده با گیت که شامل نیمه‌هادی‌ایندیوم آرسنید و آلومینیوم به عنوان یک فرا-رسانا استفاده می‌کند. وقتی دمای فرا-رسانا به نزدیک صفر مطلق (حدود -۴۰۰ درجه فارنهایت) کاهش می‌یابد و به میدان‌های مغناطیسی تنظیم می‌شود، دستگاه‌ها “نانو سیم‌های فرا-رسانای توپولوژیکی” با حالت‌های صفر ماجورانا در انتهای سیم‌ها ایجاد می‌کنند.
قابلیت اطمینان و ذخیره‌سازی کیوبیت‌ها:
این پردازنده به گفته مایکروسافت قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به نمونه‌های موجود در بازار دارد. با این حال، هنوز مشکلاتی را که تمامی تراشه‌های کوانتومی آزمایشی دارند، دارد. در حال حاضر Majorana 1 تنها هشت کیوبیت دارد، اما طراحی شده است که بتواند ۱ میلیون کیوبیت ذخیره کند. این ویژگی باعث می‌شود که این پردازنده پتانسیل بسیار بالایی برای حل مسائل پیچیده جهان امروز داشته باشد. از جمله مسائل پیچیده می‌توان به هوش مصنوعی پیشرفته، تحقیقات پزشکی دقیق، و بهبود انرژی پایدار اشاره کرد.
تاثیرات آینده:
ایجاد و توسعه پردازنده کوانتومی Majorana 1 توسط مایکروسافت می‌تواند تاثیرات گسترده‌ای در صنعت فناوری اطلاعات و ارتباطات به جا بگذارد. این پردازنده می‌تواند سرعت و دقت محاسبات پیچیده را بهبود بخشیده و به پیشرفت‌های علمی و تحقیقاتی کمک شایانی کند. به عنوان مثال، می‌توان از آن در مدل‌سازی دقیق مولکول‌ها برای تولید داروهای جدید استفاده کرد یا به بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی پاک و پایدار پرداخت. همچنین، پردازنده‌های کوانتومی می‌توانند تاثیر زیادی بر حوزه‌هایی مانند امنیت سایبری، شبیه‌سازی‌های فیزیکی و مطالعه کیهان داشته باشند.
نتیجه‌گیری:
پیشرفت در حوزه پردازنده‌های کوانتومی مانند Majorana 1 نشان می‌دهد که مایکروسافت به سمت ایجاد راه‌حل‌های تکنولوژیکی نوآورانه برای مسائل پیچیده جهان پیش می‌رود. این پردازنده با استفاده از فرا-رسانای توپولوژیکی و ظرفیت بالای ذخیره‌سازی کیوبیت‌ها، می‌تواند تحولی در زمینه محاسبات کوانتومی و فناوری‌های مرتبط به ارمغان آورد.
برای اطلاعات بیشتر مقاله Microsoft unveils Majorana 1, the world’s first quantum processor powered by topological qubits را مطالعه کنید.