SAN FRANCISCO 2 เมษายนตามรายงานของสื่อต่างประเทศเมื่อสองวันก่อนไมโครซอฟท์ประกาศความคืบหน้าใหม่ ๆ ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่พวกเขาประสบความสำเร็จเป็นชิ้น 'กึ่งอิเล็กทรอนิกส์ของลวดในรัฐในการที่คอมพิวเตอร์ของ บริษัท ควอนตัม การวิจัยและพัฒนามีบทบาทสำคัญ
IBM, Google และ Intel และ บริษัท ขนาดใหญ่อื่น ๆ และแม้กระทั่งไม่กี่ที่เพิ่งเริ่มต้นได้คิดค้นคิวบิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมหลาย. ไมโครซอฟท์น่าจะเป็นเล็กน้อยหลังแม้คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวที่ qubit ยังไม่พร้อม แต่ไมโครซอฟท์มุ่งมั่นที่จะพัฒนา คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองในการแก้ปัญหาความท้าทายโดยคู่แข่งเข้าไปในความรู้ที่ยากและซับซ้อนและฟิสิกส์. ถ้าทุกอย่างเป็นไปตามที่คาดหวังนี้จะเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญ
คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้หลักการพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัมมันเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุคอมพิวเตอร์สามัญสมบูรณ์หรือดำเนินงานที่ซับซ้อนไม่สามารถทำได้. คุณอาจเคยได้ยินของเครื่องคอมพิวเตอร์ 72 คิวบิตของ Google แต่ความถูกต้องของเครื่องดังกล่าวเป็นเรื่องยากจริงเพื่อรับประกันประสบการณ์อันยาวนานกับระเบิดเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือโดย ส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงานของสภาพแวดล้อมภายนอกที่จะนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการคำนวณ. แต่ 'โครงสร้าง' ควอนตัมคอมพิวเตอร์ไมโครซอฟท์อาจจะสามารถลดเสียงรบกวนดังกล่าว. นักวิจัยที่เกี่ยวข้องในปีที่ผ่านมามีความก้าวหน้าบางส่วนและตีพิมพ์บทความใน "ธรรมชาติ" วารสาร พวกเขาเชื่อว่าภายในสิ้นปีนี้จะมีการพัฒนา qubits ที่มีประสิทธิภาพ
'เราเป็นควอนตัมบิตสัญญาณรบกวนมากกว่า qubits อื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพหรือแม้กระทั่งพันล้านครั้ง.' ควอนตัมคอมพิวเตอร์, ผู้อำนวยการของไมโครซอฟท์พัฒนาธุรกิจที่จูลี่ Laffer (จูลี่รัก) กล่าวว่า
คอมพิวเตอร์ทำงานบนบิตบิตเป็นระบบสองรัฐเช่นเดียวกับเหรียญอาจหน้าขึ้นหรือสำรองขึ้นไปเช่นเดียวกันสำหรับ qubits ยกเว้นว่า 'เหรียญ' นี้จะพลิกในกล่องสีดำในระหว่างการดำเนินการ . คุณสามารถตั้งขึ้นทั้งสองด้านของค่าเริ่มต้นเหรียญซึ่งเป็นตัวเลขที่ซับซ้อน + รูปแบบสองหลังจากการดำเนินการน่าจะเป็นของเหรียญสามารถบวกหรือหางของวาด. คุณจะต้องรู้ว่าเหรียญเพื่อเปิดกล่องดำ เท่าไหร่ค่า. การดำเนินงานที่จำเป็นต้องผูกกันไม่กี่เหรียญและในกล่องสีดำและมีพวกเขามีปฏิสัมพันธ์ในวิธีพิเศษเพื่อให้ค่าเริ่มต้นเหล่านี้รวมกับแต่ละอื่น ๆ ในทางคณิตศาสตร์. ผลสุดท้ายขึ้นอยู่กับทั้งหมดลง ในเหรียญของโลงศพการผสมผสานระหว่างใบหน้าบวกและลบจะมีแนวโน้มที่จะปรากฏขึ้นและบางส่วนอาจเป็นไปไม่ได้เลย
ระบบสามารถมีความหลากหลายของการใช้งานเช่นอะนาล็อกเคมีอื่น ๆ ขั้นสูงหรือปัญญาประดิษฐ์. แต่ที่สำคัญคือการหาควอนตัมที่ไม่ซ้ำกัน 'ด้านของเหรียญระบบซึ่งในสองรัฐสามารถเกิดขึ้นรัฐซ้อน (เช่นกล่องสีดำ) , พัน (เช่นเหรียญผูกติดกัน) และรบกวนกัน (หลังเหรียญร่วมกับกล่องดำจะเปลี่ยนน่าจะเป็นของหันหน้าไปทางบวกและลบ.) และในระบบนี้แม้ว่าคุณเขย่ากล่องยังคงสามารถพลิกเหรียญ , หรือทำขึ้นสำหรับการรบกวนเหล่านี้โดยการทำซ้ำซ้อนการประมวลผล
นักวิจัยเชื่อว่าไมโครซอฟท์ที่สำคัญในการแก้ปัญหาการแทรกแซงคือการสร้างระบบโครงสร้างที่จะเปลี่ยนระบบในกรณีใด ๆ ก็มักจะมีบางส่วนคุณสมบัติโดยธรรมชาติยังคงไม่เปลี่ยนแปลง. ระบบเหล่านี้คือสิ่งที่เรียกว่าวัตถุทอพอโลยี
นักวิจัยคนแรกที่จะต้องสร้างวัตถุโทโพโลยี. ไมโครซอฟท์ผลิตโดยเฉพาะสายเซมิคอนดักเตอร์ทำจาก antimonide อินเดียม, อลูมิเนียมด้านนอกห่อด้วยยิ่งยวด. นักวิจัยแล้วสายเหล่านี้จะระบายความร้อนให้แน่นอนสนามแม่เหล็กอยู่ใกล้ศูนย์ ซึ่งเป็นสาเหตุของพฤติกรรมร่วมกันในอิเล็กตรอนทำให้ส่วนหนึ่งของสมรรถนะทางไฟฟ้าแสดงค่าไม่ต่อเนื่อง
ดังนั้นข้อมูลในระบบจะไม่ถูกจัดเก็บไว้ในอนุภาคเดี่ยว แต่จะถูกเก็บไว้ในพฤติกรรมโดยรวมของสายทั้งหมดถ้าสายถูกควบคุมในสนามแม่เหล็กจะทำหน้าที่เหมือนอิเล็กตรอนครึ่งหนึ่ง หรืออย่างแม่นยำมากขึ้นเช่นอนุภาคในสถานะระหว่าง 'อิเล็กทรอนิกส์' กับ 'non-electronics' นี่คือสิ่งที่เรียกว่า Mayorala Fermions หรือที่เรียกว่าแบบโมเลกุล Majorana พวกเขาเป็นเจ้าของโดยระบบ การป้องกันโทโพโลยีคุณสามารถมี Mayolana Fermi หมุนรอบสาย แต่จะไม่รบกวนการทำงานของ fermions อื่น ๆ
โหมด Mayorana Zero เหล่านี้สามารถสร้างสถานะ qubit แบบคู่ได้หากรวมกันแล้วพวกเขาจะกลายเป็นศูนย์หรือจะกลายเป็นอนุภาคที่สมบูรณ์
นี่คือความคืบหน้าล่าสุดที่ประกาศโดยนักวิทยาศาสตร์ของ Microsoft ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟ์ในเนเธอร์แลนด์และมหาวิทยาลัยอื่น ๆ พวกเขาได้สังเกตเห็นหลักฐานที่แข็งแกร่งในเรื่องเส้นลวดเพื่อพิสูจน์การดำรงอยู่ของโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ Mayoralana 'กึ่งอิเล็กทรอนิกส์' เหล่านี้
หลังจากอ่านบทความนี้แล้วคุณอาจรู้สึกสับสนแล้วกล่าวได้ว่า Microsoft ได้พัฒนาระบบอะตอมแล้วดูเหมือนว่าแต่ละส่วนมีอิเล็กตรอนเพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้นหากคุณย้าย 'กึ่งอิเล็กทรอนิกส์' ระบบทั้งหมดจะไม่เหมือนใคร การตั้งค่าจะไม่ถูกทำลายหากคุณเชื่อมต่ออิเล็กตรอนครึ่ง 'สอง' คุณจะได้รับสถานะควอนตัมสองสถานะ: ใช่ไม่ใช่
แต่การที่จะใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงๆก็ไม่เพียงพอที่จะทำ 'เราจำเป็นต้องมีสอง Majurana Fermats หมุนรอบกันและผลของการแลกเปลี่ยนทั้งสองควรเป็นไปตามสถิติที่ไม่ใช่ Abel' และ Leo Kouwenhoven จาก Delft University of Technology กล่าวว่านั่นหมายความว่าเราจำเป็นต้องจัดการ Mayorana Fermi จริงๆอย่างใดอย่างหนึ่ง
อย่ากลัวที่จะใช้คำว่า 'non-Abel' ซึ่งหมายถึงการดำเนินการที่แตกต่างกันไปใน Mayorana Fermi หากคุณเปลี่ยนลำดับของการดำเนินการทั้งสองแบบผลการดำเนินงานจะเปลี่ยนไปตามนั้น ตัวอย่างเช่นถ้าคุณพลิกโทรศัพท์ไปจากคุณเพียงครั้งเดียวแล้วหมุนไปทางขวาช่วงเวลาหนึ่งจะเป็นไปในทิศทางเดียวและถ้าคุณเปิดโทรศัพท์ทางด้านขวาให้เลื่อนออกจากคุณ เมื่อมันพลิกมันจะมุ่งหน้าไปในทิศทางอื่นกว่าก่อนนี่คือชุดของการดำเนินงานที่ไม่ใช่ Abelian ในแง่ง่ายๆถ้าคุณแลกเปลี่ยน forions Mayorna สองแบบด้วยวิธีต่างๆคุณจะได้รับแตกต่างกัน ผลการวัด
ในทางทฤษฎีการคำนวณควอนตัมใด ๆ ต้องใช้ fermions Mayorala อย่างน้อยสี่ตัวสมมติว่าสี่ fermion ของ Mayorana ตั้งอยู่ที่มุมทั้งสี่ของตัวอักษร H ตามลำดับพร้อมกับสายไฟพิเศษสองสายอยู่ตรงกลาง แลกเปลี่ยนฟอร์จูนเมอร์โมมิเตอร์สองตัวแรกและแลกเปลี่ยน Mayorana Fermions ทั้งสองด้านผลการวัดจะแตกต่างจากผลลัพธ์ที่ได้จาก "การแลกเปลี่ยนด้านแรก"
การกระทำการแลกเปลี่ยนนี้เรียกว่า 'braiding' และเทียบเท่ากับการผูกเหรียญไว้ในกล่องสีดำข้างต้นเหตุผลที่ต้องใช้สถิติที่ไม่ใช่แบบ Abelian ก็คือกฎทางกายภาพจะมีค่าเริ่มต้นเหมือนกันสำหรับแต่ละอนุภาค หากระบบใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเดิมการแลกเปลี่ยนข้อมูลเหล่านี้จะไม่เก็บข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับการดำเนินการก่อนหน้านี้ แต่ Mayorana Fermi มีลักษณะที่ไม่ใช่ Abelian ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถเก็บรักษา 'ความทรงจำ' ของการกระทำก่อนหน้านี้ได้ ด้วยวิธีนี้เราสามารถแยกความแตกต่างของ qubits ต่างๆและใช้เพื่อดำเนินการได้
นักวิจัยยังไม่ได้ตรวจสอบกระบวนการในการทดลอง แต่ Todd Holmdahl รองประธานควอนตัมของ Microsoft กล่าวก่อนหน้านี้ว่าพวกเขาคาดหวังว่าจะสามารถค้นพบได้ภายในหนึ่งปี
Chovan ไฟล์ไลบรารีที่ qubits เหล่านี้โครงสร้างยังไม่ได้ฟังก์ชั่นทั้งหมดของ qubits อื่น ๆ. หากผสมเป็นไปได้ทั้งหมดของทั้งสองรัฐควอนตัมได้รับการยกย่องเป็นจำนวนจุดบนทรงกลมกล่าวว่าการดำเนินการเปลี่ยนไม่สามารถครอบคลุมทุกจุดชั่วคราว อย่างไรก็ตามเควินฮาววานกล่าวว่า "พวกเรามีแผนอยู่แล้ว"
นักฟิสิกส์ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษายังรู้สึกตื่นเต้น. 'ฉันคิดว่าบทความนี้เป็นสำคัญ. ศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยฟิสิกส์อิลลินอยส์ Urbana-Champaign Shimi Sha ·维西韦希瓦ดึง (Smitha Vishveshwara) แสดงของเธอ คิดว่า 'ถัก' เสียงเล็ก ๆ น้อย ๆ บ้าหรือเบี่ยงเบน: 'a. ความคืบหน้ามากยังคงที่จะวางในสถานที่ แต่เมื่อใดก็ตามที่ความคืบหน้าใหม่ที่ได้รับการยืนยันเป็นที่น่าตื่นเต้นมาก
เธอรู้สึกตื่นเต้นอย่างเท่าเทียมกันเกี่ยวกับการพัฒนาของฟิสิกส์ตัวเอง. Majorana อนุภาค 'เดิมเป็นอนุภาคที่มีอยู่เฉพาะในทฤษฎีเป็นปฏิปักษ์ของตัวเองที่มีอยู่ในพื้นที่ฟรี. นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ใน' พื้นที่สีขาวใน หาอนุภาคดังกล่าว แต่การหา 'รุ่นอนาล็อก' ของพวกเขาในระบบดังกล่าวยังเป็นที่น่าสนใจมาก
ไมโครซอฟท์ได้มีการลงทุนล้านดอลลาร์หวังที่จะหาหลักการทางกายภาพใหม่ในระบบที่มีความแม่นยำการออกแบบการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่จะช่วยให้การดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของพวกเขา. นี้อธิบายว่าทำไมไมโครซอฟท์ยังไม่ได้รับการพัฒนาคู่ที่มีประสิทธิภาพของ qubits ในทาง แม้ว่า บริษัท จะดำเนินการวิจัยและพัฒนาฮาร์ดแวร์รวมถึงชุดเครื่องมือ R & D ที่มุ่งเน้นผู้ใช้โดยใช้ภาษาโปรแกรม
ไมโครซอฟท์เชื่อว่าถ้าทุกอย่างเป็นไปตามแผนและทำงานได้อย่างราบรื่นพวกเขาจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในโลกของบิตควอนตัมในเร็ว ๆ นี้จะสามารถที่จะจับขึ้นกับคู่แข่งอื่น ๆ. qubit ของเราคือมีเสถียรภาพมากขึ้นกว่า บริษัท อื่น ๆ 'จูลี่ Laffer ชี้ให้เห็นว่า 'ถ้าคุณต้องการที่จะสร้างบ้านอิฐก็เพียงพอ แต่จะสร้างตึกระฟ้าเราจะต้องใช้งาน qubit แข็งที่แข็งแกร่ง.