تراشه مایورانا ۲ معرفی شد؛ مایکروسافت مسیر دستیابی به رایانه کوانتومی کاربردی را نصف کرد

مایکروسافت سال گذشته با معرفی نخستین تراشه‌ی کوانتومی خود موسوم به Majorana 1 مدعی پیشرفت مهمی در این حوزه شد؛ ادعایی که در ابتدا با تردیدهایی از سوی فیزیک‌دانان همراه بود؛ اما غول دنیای فناوری، امروز از Majorana 2، نسل دوم تراشه‌های کوانتومی توپولوژیک خود نیز پرده برداشت.

به‌گفته‌ی مایکروسافت، کیوبیت‌های (واحد پردازش اطلاعات در رایانش کوانتومی، مشابه بیت‌های باینری در رایانه‌های امروزی) به‌کار رفته در Majorana 2 تا ۱۰۰۰برابر پایدارتر و قابل‌اطمینان‌تر از نسل قبل هستند. این دستاورد مهم که به‌لطف استفاده از ترکیب مواد جدید و با کمک هوش مصنوعی عامل‌محور «Microsoft Discovery» محقق شده است، گام بلندی در راستای پایداری رایانش کوانتومی به‌شمار می‌رود.

تیم کوانتوم مایکروسافت برای توسعه‌ی Majorana 2، ترکیب مواد استفاده‌شده در نسل پیشین را ارتقا داد تا به فاز توپولوژیک پایدارتری دست یابد. در این تراشه، فلز سرب جایگزین آلومینیوم (ابررسانای به‌کاررفته در Majorana 1) شده، همچنین ناحیه‌ی فعال نیمه‌رسانا به ترکیبی از ایندیم آرسنید و ایندیم آرسنید آنتیمونید تغییر یافته است.

- چاتان نایاک، نایب‌رئیس سخت‌افزار کوانتومی مایکروسافت

بهبود در ساختار مواد سازنده‌ی تراشه، به‌طور مستقیم به افزایش چشمگیر عملکرد کیوبیت‌ها منجر شده؛ نایاک می‌افزاید: «در تراشه‌ی مبتنی‌بر آلومینیوم Majorana 1، طول‌عمر کیوبیت‌ها بین یک تا ۱۲ میلی‌ثانیه بود؛ اما در Majorana 2، به بیش‌از ۲۰ ثانیه می‌رسد که ارتقای ۱۰۰۰برابری در پایداری سیستم را نشان می‌دهد.» طول عمر برخی کیوبیت‌ها اکنون از مرز یک دقیقه نیز عبور کرده است؛ پیشرفتی که مایکروسافت را مجاب کرده تا وعده‌ی دستیابی زودهنگام‌تر به رایانش کوانتومی کاربردی را با اطمینان بیشتری مطرح کند.

نایاک درباره‌ی افزایش طول‌عمر کیوبیت‌ها در تراشه‌ی Majorana 2 تصریح می‌کند: «با توجه به چنین پیشرفت سریعی، در حال تسریع نقشه‌ی راه خود برای ساخت رایانه‌ی کوانتومی مقیاس‌پذیر و کاربردی هستیم. ما زمان‌بندی خود را به نصف کاهش داده‌ایم و اکنون هدفمان رسیدن به این نقطه تا سال ۲۰۲۹ است.»

مایکروسافت در تلاش است تا یک نمونه‌ی اولیه‌ی مقاوم در برابر خطا (Fault-tolerant) بر پایه‌ی کیوبیت‌های توپولوژیک بسازد؛ سیستمی که هدف نهایی آن حل پیچیده‌ترین مسائل جهان خواهد بود. در همین راستا، مایکروسافت امروز نرم‌افزار Discovery، ابزار هوش مصنوعی که نقش مهمی در توسعه‌ی تراشه‌های خانواده‌ی Majorana ایفا کرده، در دسترس پژوهشگران قرار داد.

ابزار Discovery به‌منظور اعمال جریان‌های کاری مبتنی‌بر هوش مصنوعیِ عامل‌محور در برنامه‌های تحقیق و توسعه طراحی شده است؛ این نرم‌افزار هم‌اکنون در گیت‌هاب منتشر شده و محققان می‌توانند از طریق حساب کاربری GitHub Copilot خود به آن دسترسی داشته باشند.