مایکروسافت بار دیگر ادعا می‌کند؛ محاسبات کوانتومی با استفاده از حالت‌های صفر مایورانا و فناوری توپولوژیکی
مایکروسافت ادعای جدیدی در محاسبات کوانتومی توپولوژیکی مطرح کرد. آیا اینبار موفق خواهد شد؟
به گزارش فناور، یکی از چالش‌های اصلی رایانه‌های کوانتومی امروزی، پایداری کیوبیت‌ها است که به عنوان نقص اساسی این فناوری شناخته می‌شود. بهبود این پایداری، محور بسیاری از تحقیقات در حوزه محاسبات کوانتومی است. یکی از رویکردهای امیدوارکننده برای حل این مشکل، استفاده از محاسبات کوانتومی توپولوژیکی با بهره‌گیری از آنیون‌ها (شبه‌ذرات دو‌بعدی) است. مایکروسافت اخیراً در مقاله‌ای که در نشریه معتبر Nature منتشر کرده، ادعا کرده است که به پیشرفت‌هایی در این زمینه دست یافته است. این ادعا در حالی مطرح می‌شود که چند سال پیش نیز مایکروسافت ادعای مشابهی را ارائه کرده بود، اما آن تحقیقات به دلیل نقص علمی رد شد و مقاله مربوطه پس گرفته شد.
فرمیون‌های مایورانا و نقش آن‌ها در محاسبات کوانتومی توپولوژیکی
در این تحقیق جدید، مایکروسافت مدعی شده است که توانسته فرمیون‌های مایورانا را شناسایی و مورد استفاده قرار دهد. این فرمیون‌ها با فرمیون‌های دیراک (که در سیستم‌های رایج‌تر یافت می‌شوند) تفاوت دارند. فرمیون‌های ماجورانا می‌توانند به صورت جفتی با یکدیگر ترکیب شوند و چیزی به نام حالت صفر مایورانا (MZM) را تشکیل دهند. این حالت‌ها سپس برای ساخت آنیون‌ها به کار می‌روند، که می‌توان آن‌ها را به صورت توپولوژیکی “بافت” (intertwine) کرد تا گیت‌های منطقی ایجاد کنند. این گیت‌ها اساساً بلوک‌های سازنده مدارهای محاسبات کوانتومی توپولوژیکی هستند.
دستگاه آزمایشی مایکروسافت
مایکروسافت برای اثبات ادعای خود، یک دستگاه مبتنی بر نانوسیم ابررسانا ساخته است. این دستگاه از نانوسیم آرسنید ایندیم (InAs) تشکیل شده و شامل یک مدار خوانش به نام اینترفرومتر نقطه کوانتومی است. در این سیستم، ظرفیت یکی از نقاط کوانتومی به گونه‌ای تغییر می‌کند که نشان‌دهنده وجود حالت صفر ماجورانا (MZM) در دو انتهای نانوسیم است.
اهمیت و چالش‌های پیش رو
اگر این ادعا تأیید شود، فرمیون‌های ماجورانا و حالت صفر ماجورانا (MZM) می‌توانند راهکاری انقلابی برای ساخت مدارهای محاسبات کوانتومی پایدارتر ارائه دهند. چنین مدارهایی نیاز کمتری به اصلاح خطا خواهند داشت و می‌توانند خروجی‌های قابل اعتمادتری تولید کنند. با این حال، لازم است تأکید شود که نتایج مایکروسافت هنوز توسط پژوهشگران مستقل بازتولید نشده است و تا زمانی که چنین تأییدی صورت نگیرد، نمی‌توان ادعا را قطعی دانست.
رقبای دیگر و فناوری‌های جایگزین
مایکروسافت تنها شرکتی نیست که روی افزایش پایداری کیوبیت‌ها کار می‌کند. سایر رویکردهای نوآورانه شامل استفاده از کیوبیت‌های مکانیکی هیبریدی یا کیوبیت‌هایی مبتنی بر آنتیموان است. کیوبیت‌های آنتیموانی به دلیل داشتن هشت حالت اسپین (چرخش)، پایداری بیشتری ارائه می‌دهند و ممکن است در آینده رقیبی جدی برای فناوری مایکروسافت باش
ادعای مایکروسافت درباره استفاده از فرمیون‌های ماجورانا و محاسبات کوانتومی توپولوژیکی اگر تأیید شود، گامی بزرگ در مسیر توسعه رایانه‌های کوانتومی پایدار خواهد بود. اما تا آن زمان، این حوزه همچنان نیازمند تحقیقات بیشتر و تأییدات مستقل علمی است تا بتوان چشم‌اندازی روشن‌تر برای آینده آن ترسیم کرد.
