New-Tech Military Magazine | Q1-2025 | Digital Edition

מכונה עצומה. הוספת מערכות שליטה פרטניות לסוגי קיוביטים אחרים תדרוש בניית מחשב בגודל האנגר מטוסים או מגרש פוטבול – פתרון שאינו ישים בפועל. , שבב הקוונטום של מיקרוסופט, Majorana 1 המכיל הן קיוביטים והן רכיבי אלקטרוניקה לשליטה ובקרה, קטן מספיק כדי להחזיקו בכף היד ומתאים באופן מושלם להשתלבות במחשב קוונטי שניתן לפרוס בקלות בתוך . Azure ) של DC מרכזי הנתונים ( ארכיטקטורת הקיוביט הטופולוגי של מיקרוסופט מבוססת על ננו-חוטי אלומיניום מכיל H . כל מבנה H המחוברים יחדיו בצורת ניתנים לשליטה וזה יוצר Majorana ארבעה נוספים H קיוביט אחד. ניתן לחבר מבני ולהניח אותם על פני השבב בדומה לאריחים ברשת. "זה מורכב במובן שהיינו צריכים להוכיח את קיומו של מצב חומר חדש כדי להגיע לנקודה הזו," ד"ר קריסטה סוור, מנהלת תחום הקוונטים במיקרוסופט, "אבל מרגע שהשגנו זאת, הכל נעשה פשוט הרבה יותר. הארכיטקטורה הזו מאפשרת סידור מודולרי, והיא מציעה מסלול הרבה יותר מהיר להרחבה בקנה מידה גדול". . הוא חלק השבב הקוונטי אינו פועל לבדו ממערכת רחבה הכוללת לוגיקת שליטה, מקרר דילול השומר על הקיוביטים בטמפרטורות נמוכות בהרבה מאלה שבחלל תכנון חומרים קוונטיים ברמת האטום

שהם יציעו יציבות גבוהה יותר וידרשו פחות תיקוני שגיאות, ובכך יאפשרו יתרונות משמעותיים מבחינת מהירות, גודל ושליטה. גישה זו הציבה עקומת למידה תלולה, שנדרשה לפריצות דרך מדעיות והנדסיות חסרות תקדים, אך היא גם נחשבת לנתיב המבטיח ביותר לפיתוח קיוביטים שניתן להרחיב ולשלוט בהם, ושמסוגלים לבצע חישובים בעלי ערך מסחרי. החיסרון – או יותר נכון, מה שהיה חיסרון – הוא שעד לאחרונה, החלקיקים האקזוטיים שמיקרוסופט ביקשה לנצל, מעולם לא נצפו או Majorana המכונים נוצרו. הם אינם קיימים בטבע וניתן לגרום להיווצרותם רק באמצעות שדות מגנטיים ועל-מוליכים. האתגר בפיתוח החומרים המתאימים ליצירת החלקיקים האקזוטיים ומצב החומר הטופולוגי הנלווה אליהם הוא הסיבה שרוב המאמצים בתחום המחשוב הקוונטי התמקדו בסוגים אחרים של קיוביטים. מספק אישור Nature המאמר שהתפרסם ב מדעי מבוקר עמיתים לכך שמיקרוסופט לא , Majorana רק הצליחה ליצור את חלקיקי המסייעים להגן על המידע הקוונטי מפני הפרעות אקראיות, אלא גם הצליחה למדוד באופן אמין את המידע הזה באמצעות גלי מיקרו. מסתירים את המידע הקוונטי, Majorana מה שהופך אותו לעמיד יותר, אך גם מקשה על מדידתו. שיטת המדידה החדשה של מיקרוסופט מדויקת עד כדי כך שהיא מסוגלת להבחין בין מיליארד לבין מיליארד ואחד אלקטרונים בתוך חוט על-מוליך – מידע שמאפשר למחשב לדעת באיזה מצב נמצא הקיוביט ומהווה את הבסיס לחישוב קוונטי. תהליך המדידה ניתן להפעלה וכיבוי באמצעות פולסי מתח, בדומה להדלקה וכיבוי של מתג חשמלי, במקום הצורך בכיול ידני מדויק לכל קיוביט בנפרד. שיטת המדידה הפשוטה יותר, שמאפשרת שליטה דיגיטלית, מפשטת את תהליך החישוב הקוונטי ומפחיתה את הדרישות הפיזיות הנדרשות לבניית מחשב קוונטי בקנה מידה רחב. לקיוביט הטופולוגי של מיקרוסופט יש יתרון נוסף על פני קיוביטים אחרים: גודלו. אפילו בממדים זעירים שכאלה, קיים טווח גודל אופטימלי. קיוביט קטן מדי מקשה על חיבור קווי בקרה, ואילו קיוביט גדול מדי מחייב

החיצון, וערכת תוכנה המאפשרת אינטגרציה ומחשבים קלאסיים. כל AI עם מערכות הרכיבים הללו פותחו או הותאמו באופן מלא בתוך מיקרוסופט, הסבירה ד"ר סוור. כדי להבהיר, המשך שיפור התהליכים הללו ושילוב כל הרכיבים יחדיו בקנה מידה רחב יותר ידרוש עוד שנים של עבודה הנדסית. אך כעת, אתגרים מדעיים והנדסיים משמעותיים כבר נפתרו. אחד ההיבטים המורכבים ביותר היה להשיג את מבנה החומרים הנכון שיאפשר יצירת מצב חומר טופולוגי, הוסיפה ד"ר סוור. במקום להשתמש בסיליקון, ה-טופוקונדקטור של מיקרוסופט עשוי מארסניד אינדיום—חומר המשמש כיום בין היתר בגלאים אינפרה-אדומים ובעל תכונות ייחודיות. באמצעות קירור קיצוני, חומר זה משולב עם מוליכות-על ליצירת מבנה היברידי. "אנחנו למעשה מרססים אטום אחר אטום. החומרים חייבים להיות מיושרים בצורה מושלמת. אם יש יותר מדי פגמים במבנה החומרים—הקיוביט פשוט לא ישרוד", אמרה ד"ר סוור. "אירוני ככל שזה ישמע, זו גם הסיבה שבגללה אנחנו זקוקים למחשב קוונטי - כי הבנת החומרים האלה מורכבת בצורה בלתי נתפסת. עם מחשב קוונטי רחב היקף, נוכל לחזות חומרים עם תכונות משופרות אף יותר, ולבנות את הדור הבא של מחשבים קוונטיים שיתעלו על הקיים", היא הוסיפה.

Microsoft קרדיט:

«

New-Tech Military Magazine l 42