Majorana 2.. الشريحة الكمومية التي صممها الذكاء الاصطناعي وقد تمنحنا حاسوبًا كموميًا عمليًا في 2029

الإنجاز الرئيسي: تركيبة مواد جديدة

قفزة الأداء الجديدة متجذرة في علم المواد. بالنسبة لـ Majorana 2، قام فريق مايكروسوفت الكمومي بتغيير مكونات الشريحة بالكامل. كان التغيير الأكبر هو استبدال مادة الألمنيوم فائقة التوصيل بـ الرصاص (Pb). كما تم تحديث المنطقة شبه الموصلة النشطة إلى مزيج من زرنيخيد الإنديوم وزرنيخيد إنديوم الأنتيمون، مع إضافة طبقة من الأنتيمون (Sb) إلى عملية التصنيع .

تخلق هذه التركيبة الجديدة 'طورًا طوبولوجيًا' أكثر استقرارًا، وهي الحالة الغريبة للمادة التي تظهر فيها 'أنماط ماجورانا الصفرية' لحماية المعلومات الكمومية . المقياس الرئيسي، المسمى 'الفجوة الطوبولوجية'، قد تضاعف بأكثر من الضعف مقارنة بتصميم Majorana 1 . الفجوة الطوبولوجية الأكبر هي بمثابة الدرع الذي يثبط بفعالية الضوضاء البيئية التي تدمر عادةً الحالة الهشة للكيوبت. والنتيجة هي كيوبت يمكنه إجراء عمليات البوابة على مقياس الميكروثانية، بينما يبقى حيًا لمتوسط 20 ثانية، مع بعض الحالات التي تتجاوز الدقيقة الكاملة .

كيف سرّع الذكاء الاصطناعي الوكيل عملية التصميم

اختراق مادي بهذا الحجم يستغرق عادةً سنوات من التجارب المعملية المضنية، لكن مايكروسوفت استخدمت سلاحها السري: الذكاء الاصطناعي الوكيل. تعاون فريق العتاد الكمومي مع 'مايكروسوفت ديسكفري'، وهي منصة ذكاء اصطناعي مصممة لتسريع البحث العلمي من خلال استكشاف فضاءات تصميم واسعة ومعقدة .

بدلاً من اختبار تركيبات المواد يدويًا، تم تكليف وكيل الذكاء الاصطناعي بتحديد تركيبة مواد مستقرة وهندسة جهاز مثالية. أشار الدكتور شيتان ناياك، الزميل التقني في مايكروسوفت ورئيس قسم العتاد الكمومي، إلى أن الذكاء الاصطناعي الوكيل كان عاملاً حاسمًا في سرعة التكرار التي أنتجت قفزة الموثوقية في Majorana 2، مما سمح للفريق بتجاوز الحواجز التي كانت تعيق أداء الكيوبت الطوبولوجي سابقًا . باختصار، لم يكتفِ الذكاء الاصطناعي بتشغيل المحاكاة — بل ساهم بنشاط في اختراع بنية الشريحة الجديدة .

الخطة الطموحة لعام 2029 والطريق إلى الأمام

مع تحقيق مكاسب الموثوقية بمقدار 1000 ضعف، تعيد مايكروسوفت كتابة تقويمها الكمومي. الشركة التي كانت تتحدث عن إطار زمني يصل إلى 2033 لآلة كمومية قابلة للتطوير، تستهدف الآن عام 2029 — أي بعد ثلاث سنوات فقط . صرح ذو الفقار علم، نائب رئيس مايكروسوفت لقسم الحوسبة الكمومية، بأن الهدف هو امتلاك آلات ذات قيمة تجارية في مراكز البيانات بحلول نهاية هذا العقد .

الخطوة العملية التالية على خارطة طريق مايكروسوفت هي بناء 'نموذج أولي مقاوم للأخطاء' يعتمد على هذه الكيوبتات الطوبولوجية، في إطار زمني 'يُقاس بالسنوات، وليس العقود' . الرؤية النهائية، التي لم تتغير منذ Majorana 1، هي شريحة واحدة يمكن توسيع نطاقها إلى مليون كيوبت، وتوضع في راحة اليد .

الشكوك العلمية التي لا تزال قائمة

رغم كل زخم العتاد، تدخل Majorana 2 مجتمعًا علميًا لا يزال متحفظًا بشدة بشأن ادعاءات مايكروسوفت الطوبولوجية. قوبل الإعلان عن Majorana 1 العام الماضي بجدل كبير حول ما إذا كانت الشركة قد أنشأت كيوبتًا طوبولوجيًا حقًا، ولا يزال التحقق عبر مراجعة الأقران سؤالاً مفتوحًا . في الماضي، شهدت أبحاث الشركة التأسيسية سحب ورقة بحثية بارزة من مجلة Nature .

بينما يقدم الدكتور ناياك الشريحة الجديدة كدليل على أن التقدم على نطاق واسع ممكن، لا يزال بعض الباحثين غير مقتنعين. يعتبر الجدول الزمني لعام 2029، كما ذكرت مجلة Science، جريئًا حتى في 'مجال مليء بالضجيج الإعلامي' . التحسينات في عمر التكافؤ والفجوة الطوبولوجية هي مقاييس مبهرة على مستوى الجهاز، لكن المشككين يلاحظون أن كيوبتًا واحدًا طويل العمر لا يثبت بحد ذاته طريقًا واضحًا إلى آلة بمليون كيوبت. تراهن مايكروسوفت بقوة على نهجها المثير للجدل، وستكون السنوات الثلاث المقبلة هي الاختبار النهائي لما إذا كانت على صواب.