‍ 🔴شواهد جدید مایکروسافت از پایداری کیوبیت‌های مایورانا

🔹#مایکروسافت در جدیدترین گزارش خود از پردازنده کوانتومی Majorana 2 خبر داده و ادعا کرده است که موفق شده عمر کیوبیت‌های توپولوژیک را به بیش از 20 ثانیه برساند که بیش از هزار برابر بیشتر از دستگاه‌های قبلی این شرکت است.

🔸برای درک این پیشرفت باید بدانیم که #کیوبیت_توپولوژیک نوع خاصی از کیوبیت است که اطلاعات کوانتومی را درون شبه‌ذرات بسیار مقاومی به نام حالت صفر مایورانا یا Majorana zero mode ذخیره می‌کند. این حالت‌ها به دلیل ماهیت توپولوژیک خود، ذاتاً در برابر اغتشاشات محیطی مقاوم‌تر از کیوبیت‌های عادی هستند.

❗مهندسان مایکروسافت برای رسیدن به این عمر 20 ثانیه‌ای، دو تغییر فنی اساسی اعمال کرده‌اند:

🔹نخست اینکه در لایه ابررسانای ساختار، آلومینیوم را با سرب جایگزین کرده‌اند؛ سرب به دلیل داشتن شکاف ابررسانایی بسیار بزرگتر، بهتر از ورود نویز به سیستم جلوگیری می‌کند. دوم اینکه لایه نیمرسانا را به طور کامل بازطراحی کرده و از ترکیب ایندیوم آرسنید و ایندیوم آنتیمونید روی زیرلایه گالیوم آنتیمونید استفاده نموده‌اند.

🔸این تغییرات باعث شده اندازۀ شکاف توپولوژیک که نقش محافظ اصلی کیوبیت را در برابر خطا ایفا می‌کند بیش از دو برابر افزایش یابد و از حدود ۳۰ میکروالکترون‌ولت در نسل قبل به ۷۰ میکروالکترون‌ولت در نسل جدید برسد. این بهبودها در عمل به معنی افزایش چشمگیر طول عمر برابری یا parity lifetime است، یعنی مدت زمانی که اطلاعات کوانتومی بدون خطا باقی می‌ماند.

❗در دستگاه‌های پیشین مایکروسافت، parity lifetime تنها بین یک تا دوازده میلی‌ثانیه بود، اما در Majorana 2 این رقم به حدود ۲۲ ثانیه رسیده و در برخی اندازه‌گیری‌ها از یک دقیقه نیز فراتر رفته است. به عبارت دیگر، نرخ بروز خطا بیش از هفت مرتبه بزرگی، کمتر از زمان انجام هر عملیات کوانتومی شده است، به طوری که می‌توان میلیون‌ها عملیات را پیش از وقوع یک خطا انجام داد.

🔹معماری مایکروسافت بر پایه ساختارهایی به نام تترون یا tetron کار می‌کند که هر تترون شامل دو نانوسیم ابررسانا است و به جای دستکاری مستقیم کیوبیت‌ها، عملیات را از طریق اندازه‌گیری مبتنی بر فرکانس رادیویی انجام می‌دهد.

❗تمام این نتایج در حالی منتشر شده که جامعه علمی هنوز نسبت به رویکرد توپولوژیک مایکروسافت بدبین است و این یافته‌ها هنوز تأیید نهایی peer-review  را دریافت نکرده‌اند.

🔸با این وجود، مایکروسافت که اکنون برنامه آن توسط #دارپا در قالب ابتکار سنجش کوانتومی (QBID) ارزیابی می‌شود، جدول زمانی خود را به نصف کاهش داده و هدف گذاری کرده است که تا سال ۲۰۲۹ یک کامپیوتر کوانتومی مقیاس‌پذیر با قابلیت مقاومت به خطا یا fault-tolerant quantum computing بسازد.

❗هرچند دستگاه فعلی هنوز فاصله زیادی تا یک کامپیوتر کاربردی دارد، اما این نتایج مهم‌ترین گواه تجربی تاکنون برای عملی بودن مسیر کیوبیت‌های توپولوژیک محسوب می‌شود.

📎لینک خبر
🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰🟰
🟢join: @QuantumTEQ
🌐Website
🔵LinkedIn

#اخبار #محاسبات_کوانتومی