أعلنت شركة مايكروسوفت عن تطوير أول معالج كمومي قائم على “الكوبتات التوبولوجية” الذي يُخزن المعلومات في حالة غريبة من المادة. 🤯 هذا الاكتشاف قد يُعدّ نقلة نوعية في عالم حوسبة الكم! 🚀

نُشر البحث في مجلة نيتشر، مع خطة عمل مُفصلة لمزيد من التطوير. 📝 يُقدر أن هذا المعالج، يُدعى ماجورانا 1، يمكن أن يتسع لما يصل إلى مليون كوبت، مما يفتح آفاقًا جديدة أمام العديد من التطبيقات المهمة، مثل كسر الشفرات المعقدة، وتصميم أدوية جديدة، وتصميم مواد متطورة! 💊🔬

إذا تحققت توقعات مايكروسوفت، فقد تتفوق على منافسين مثل آي بي إم وجوجل في سباق تطوير الحواسيب الكمومية. 💻 لكن، ورقة البحث المُراجعة من قبل النظراء تُشير إلى وجود تحديات و عقبات لابد من تذليلها. 🚧

الآن، سؤالٌ محير: ما هو الكيوبت الطوبولوجي؟ وكيف يعمل؟ 🤔 وما هي أهمية الحواسيب الكمومية؟

صعوبة بناء البتات الكمومية

حُلِمَ بِالحواسيب الكمومية منذ ثمانينيات القرن الماضي. فيما يُخزّن الحاسوب العادي المعلومات في بتات، يُخزّن الحاسوب الكمومي المعلومات في بتات كمومية – أو كُيوبتات. 💾

البت العادي له قيمة 0 أو 1، بينما الكيوبت، بفضل مبادئ الميكانيكا الكمومية، يمكن أن يكون مزيجًا من كليهما في آنٍ واحد. 🤯 هذا ما يُسمى “التراكب” – مثل سهم يمكنه الإشارة في أي اتجاه في نفس الوقت! 🏹

هذا يُتيح للحاسوب الكمومي سرعة فائقة في بعض العمليات الحسابية – مثل فك الشيفرات و محاكاة الأنظمة الطبيعية. 🔓🔬

لكن، تُعد عملية بناء الكيوبتات واستخراج المعلومات منها مهمةً شاقةً. التفاعلات مع العالم الخارجي تؤثر على الحالات الكمومية الحساسة، مما يجعلها غير مستقرة. 💔

حاول الباحثون العديد من التقنيات، من الذرات المحصورة إلى دوامات التيار في الموصلات الفائقة. 🔬

أسلاك دقيقة وجسيمات غريبة

ابتكرت مايكروسوفت نهجًا مُختلفًا تمامًا، باستخدام جسيمات ماجورانا، التي تم التنبؤ بها عام 1937. 🧐

توجد جسيمات ماجورانا داخل نوعٍ مُحدد من المواد يُسمى “الموصل الفائق التوبولوجي”. 🧪 يُطلب تصميمًا مُتَطَوّرًا للمواد مع التبريد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية. 🥶

استخدم الباحثون زوجًا من الأسلاك الدقيقة، حيث يُحبس جسيم ماجورانا في طرف كل منها، كممثل للكيوبت. 📏 يقيسون قيمة الكيوبت باستخدام موجات الميكرو. 📡

بتّ متشابكة

لماذا هذا الجهد؟ بسبب قدرة جسيمات ماجورانا على “التشابك” عند تبديل مواقعها. 🤝 هذا يعني قياسها بدون أخطاء وتوفير مقاومة للتداخل الخارجي. 🛡️

في النظرية، قد يُنتج الكمبيوتر الكمي المُصنّع من جسيمات ماجورانا نتائج مُعْدِمة الأخطاء. 🎯

لكن، حتى مع مايكروسوفت، لا يُمكن إجراء عملية تُسمى بوابة T دون أخطاء. ⛔️ ولكن، يُعتبر تصحيح أخطاء بوابة T أسهل بكثير من تصحيح الأخطاء العامة في منصات الكمومية الأخرى. 👍

ستُواصل مايكروسوفت تجميع المزيد والمزيد من الكيوبتات لتطوير أجهزةٍ مُعقدة. 📈

سيراقب المجتمع العلمي عن كثب ما يُنتجه معالج مايكروسوفت الكمومي، مقارنةً بالمعالجات المُتَوَفّرة حاليًا. 🧐

ستستمر الأبحاث حول سلوك جسيمات ماجورانا الغريب، في الجامعات حول العالم. 🌎

بقلم ستيفان راشيل، أستاذ الفيزياء، جامعة ملبورن. 🇦🇺

نُشِرَت هذه المقالة من قبل محادثة، بإذن من رخصة المشاع الإبداعي. يمكنك قراءة المقال الأصلي هنا.

المصدر: رابط المقال الأصلي