مايكروسوفت تكشف عن Majorana 1.. معالج الكم الثوري باستخدام Qubits طوبولوجية
تاريخ النشر: 21st, February 2025 GMT
أعلنت شركة مايكروسوفت Microsoft، مؤخرا عن معالج الكم الجديد "Majorana 1"، مما أثار اهتماما واسعا في الدوائر التكنولوجية، وتدعي الشركة أن هذا المعالج الذي يعتمد على "Qubit الطوبولوجية" يمثل تقدما كبيرا نحو تحقيق الحوسبة الكمومية القابلة للتطوير والعملية.
وتبرز مايكروسوفت قدرة Majorana 1 على التعامل مع شريحة واحدة تحتوي على مليون Qubit، وهو هدف اعتبر لفترة طويلة طموحا بعيد المنال.
ما يجعل هذا التطور مثيرا هو استخدام Majorana 1 لمادة جديدة تعرف بـ "أشباه الموصلات"، مما يتيح إنشاء حالة خاصة من المادة تدعم Qubits الطوبولوجية.
ويتوقع أن تتمتع هذه الـ Qubits، المعتمدة على جزيئات Majorana، بمزيد من الاستقرار والقدرة على تحمل الاضطرابات البيئية، وهي من التحديات الكبيرة التي تواجه تصميمات الحوسبة الكمومية التقليدية.
إذا ما أثبتت مايكروسوفت صحة هذه الادعاءات، فقد يسهم هذا في تحسين الاستقرار وزيادة عدد Qubits، مما يحقق التسامح مع الأخطاء، وهو شرط أساسي لتطبيقات الحوسبة الكمومية في العالم الحقيقي.
لكن، وبينما يبشر الإعلان بالتفاؤل، يجب أن نكون حذرين في توقعاتنا، النسخة الأولية الحالية من Majorana 1 تحتوي على ثمانية Qubits فقط، وهو عدد أقل بكثير مقارنةً بمعالجات الكم التي طورتها شركتا IBM وجوجل، التي تستخدم بالفعل مئات أو آلاف Qubits من خلال تقنيات مختلفة.
وبالرغم من طموح مايكروسوفت لشرائح بحجم مليون Qubit، إلا أن هذا الإنجاز لا يزال في مرحلة مبكرة وغير مرتبط بإنتاج فعلي.
تعتبر عملية تقديم نموذج أولي قابل للتطبيق عملية شاقة وتستغرق وقتا تتطلب ادعاءات مايكروسوفت تدقيقا دقيقا، وسيحتاج الأداء الفعلي لـ Majorana 1 إلى إثبات موثوق من خلال معايير واختبارات ملموسة، تاريخ الحوسبة الكمومية مليء بالتطورات المثيرة التي لم تتحقق، مما يبرز أهمية التعامل مع هذه الإعلانات بحذر والتركيز على النتائج القابلة للتحقق.
ومع ذلك، إذا نجح نهج مايكروسوفت، فقد تكون له تداعيات عميقة على هذا المجال، قد تساعد مزايا الاستقرار وتصحيح الأخطاء في Qubits الطوبولوجية في معالجة مشكلات قابلية التوسع المستمرة التي تعاني منها الحوسبة الكمومية.
وتسلط خريطة طريق مايكروسوفت الضوء على استراتيجيات التحجيم التدريجي وبنية "Tetron"، مما يعكس نهجا منهجيا نحو الوصول إلى الحوسبة الكمومية القابلة للتحمل للأخطاء، وهو ما قد يحدث ثورة في التجارب والتطبيقات المستقبلية.
المصدر: صدى البلد
كلمات دلالية: مايكروسوفت الحوسبة الكمومية المزيد الحوسبة الکمومیة
إقرأ أيضاً:
اليابان تبتكر طريقة لإنتاج أمونيا نظيفة باستخدام الضوء والماء
نجح فريق بحثي من جامعة طوكيو في تحقيق تقدم علمي بارز قد يحدث تحولا في صناعة الأسمدة، بتطوير طريقة جديدة لإنتاج الأمونيا، تعتمد على استخدام الماء والنيتروجين من الهواء وضوء الشمس فقط، دون الحاجة إلى كميات هائلة من الطاقة، كما هو الحال في الطرق التقليدية.
وفقا للدراسة التي نشرت يوم 22 مايو في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز" فإن هذا الابتكار قد يقلل من استهلاك الطاقة والانبعاثات الناتجة عن إنتاج الأمونيا.
ويأمل المؤلفون في أن تساهم هذه التقنية في إحداث تحول في قطاع الزراعة والصناعة، من خلال تقليل البصمة الكربونية لإنتاج الأسمدة، وتعزيز الاعتماد على الطاقة الشمسية كمصدر نظيف ومستدام.
تعد الأمونيا مادة كيميائية أساسية في صناعة الأسمدة التي تعتمد عليها الزراعة الحديثة بشكل كبير، إذ يتم إنتاج نحو 200 مليون طن من الأمونيا سنويا في العالم، يستخدم منها 80% في إنتاج الأسمدة.
لكن المشكلة تكمن في أن الطرق التقليدية لإنتاج الأمونيا، مثل عملية "هابر-بوش" -وهي طريقة صناعية لإنتاج النشادر من النيتروجين والهيدروجين-، تتطلب درجات حرارة وضغوطا عالية، مما يؤدي إلى استهلاك نحو 2% من إجمالي الطاقة العالمية وإطلاق كمية مماثلة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
من هنا تأتي أهمية نتائج الدراسة، وفقا للمؤلف الرئيسي "يوشيأكي نيشيباياشي" – أستاذ الكيمياء التطبيقية بجامعة طوكيو، الذي أوضح في تصريحات لـ "الجزيرة نت" أن الفريق تمكن من تطوير نظام تحفيزي جديد لإنتاج الأمونيا باستخدام مواد وفيرة في الطبيعة مثل الماء والنيتروجين، وكل ذلك باستخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة.
إعلانيقول "نيشيباياشي" في تصريحاته: "هذه هي المرة الأولى التي ننجح فيها في إنتاج الأمونيا بشكل محفز ضوئيا باستخدام النيتروجين الجوي كمصدر للنيتروجين والماء كمصدر للبروتونات، وذلك باستخدام الضوء المرئي ونوعين من المحفزات الجزيئية".
ويضيف: "لقد استخدمنا محفزا ضوئيا من عنصر الإيريديوم ومركبا آخر يعرف باسم الفوسفين الثلاثي، ما مكن من تنشيط جزيئات الماء وإطلاق البروتونات اللازمة لتكوين الأمونيا".
وما يجعل هذا الإنجاز أكثر إثارة هو أن الفريق تمكن من تنفيذ التفاعل على نطاق أكبر بعشر مرات من التجارب السابقة، مما يمهد الطريق لتجارب واسعة النطاق وربما تطبيقات صناعية مستقبلية.
تعتمد الآلية الجديدة على استخدام محفزين كيميائيين يعملان بتناغم؛ الأول يحتوي على عنصر الموليبدينوم ويستخدم لتنشيط جزيئات النيتروجين المأخوذة من الهواء، أما الثاني فهو مركب من عنصر الإيريديوم يفعل بواسطة ضوء الشمس لتحفيز جزيئات الماء والفوسفين الثلاثي.
وعند امتصاص الضوء، يدخل محفز الإيريديوم في حالة طاقة عالية تمكنه من تأيين الفوسفينات، التي تتفاعل مع الماء لإنتاج البروتونات. وهنا يتدخل محفز الموليبدينوم ليساعد على ربط هذه البروتونات بجزيئات النيتروجين، وتكوين الأمونيا في نهاية التفاعل.
يوضح المؤلف الرئيسي للدراسة أنه عندما يمتص محفز الإيريديوم ضوء الشمس، فإنه يصبح قادرا على تأيين الفوسفينات، التي تعمل بعد ذلك على تفعيل الماء وتحرير البروتونات. وهنا يأتي دور محفز الموليبدينوم الذي يسمح للنيتروجين بالاتحاد مع هذه البروتونات لتكوين الأمونيا.
ويرى "نيشيباياشي" أن هذه التقنية تحاكي في جوهرها ما يحدث في الطبيعة، حيث تعتمد النباتات على البكتيريا لتثبيت النيتروجين وتحويله إلى أمونيا من خلال عمليات حيوية مرتبطة بالتمثيل الضوئي. إلا أن بعض التحديات لا تزال قائمة، مثل التعامل مع المركبات الوسيطة (كالفوسفينات) التي يمكن أن تكون سامة إذا لم يتم التعامل معها بمسؤولية.
إعلان"في الطبيعة، يتم إنتاج الأمونيا من خلال تثبيت النيتروجين بيولوجيا باستخدام البكتيريا الزرقاء، وهي عملية ترتبط بالتمثيل الضوئي" كما أوضح "نيشيباياشي"، ويضيف: "دراستنا تمثل مثالا ناجحا على التمثيل الضوئي الاصطناعي لإنتاج الأمونيا، باستخدام ضوء الشمس والماء والنيتروجين الجوي فقط".
اقتراح أميركي يسمح لإيران بتخصيب اليورانيوم.. ولكن!