به تازگی ، مایکروسافت پردازنده کوانتومی Majorana 1 را اعلام کرد که از هادی توپولوژیکی برای ایجاد رایانه های کوانتومی استفاده می کند که می توانند به یک میلیون qubits مقیاس دهند. در این پست ، ما رمزگشایی خواهیم کرد که چرا در مورد Majorana 1 بسیار اعتیاد به مواد مخدره وجود دارد و می فهمیم که چگونه با استفاده از قیاس های ساده کار می کند.
رایانه های کوانتومی برای انجام انواع خاصی از عملیات بسیار سریعتر از رایانه های کلاسیک ، از پدیده های مکانیک کوانتومی (به عنوان مثال ، ابرند ، درگیری و تداخل) استفاده می کنند. با این حال ، ما هنوز به دلیل چیزی به نام سر و صدا ، رایانه ای کوانتومی کار نداریم (که می تواند Doom را اجرا کند).
سر و صدا چیست؟
مانند رایانه های کلاسیک دارای بیت هایی هستند ، معادل کوانتومی Qubits هستند. و این Qubits برای کار کردن از ترکیب (بله ، بله ، هر دو 0 و 1 در همان زمان) استفاده می کنند.
اما این ubbits به طور کلی ذرات زیر اتمی بسیار کوچک (مانند یک الکترون) هستند و مستعد ابتلا به اختلالات هستند. حالت کوانتومی به دلیل وقایع دقیقه مانند تغییر دما ، تداخل الکترومغناطیسی یا حتی ارتعاشات از بین می رود. هر چیزی که بر وضعیت quit (و در نتیجه در نهایت باعث خطای محاسبه شود) بر سر و صدا نامیده می شود.
مهم نیست که چقدر ما از Qubits خود محافظت می کنیم ، سر و صدا باعث ایجاد مشکلاتی می شود. و زمانی که می توان حالت کوانتومی را حفظ کرد ، به عنوان زمان دکوراسیون اندازه گیری می شود. بنابراین همه تولید کنندگان کوانتومی برای افزایش این زمان دکوراسیون سخت تلاش می کنند.
quasipipcles majorana چیست؟
شبه ق) ذرات بنیادی واقعی نیستند بلکه تعامل ذرات اساسی (اثرات ظهور ناشی از رفتار جمعی ذرات واقعی). و این تعامل به خودی خود به عنوان یک ذره رفتار می کند و از این رو به آن ذرات شبه گفته می شود. این مانند یک جفت سوراخ الکترون است که اگر یک الکترون از باند Valence حرکت کند ، یک خلاء/فضای (یا سوراخ) را پشت سر می گذارد. این سوراخ به عنوان یک شبه ذرات با بار مثبت عمل می کند.
Majorana Zap Zone Partics این ذراتی هستند که ضد انزوا از خود هستند (و آنها به صورت جفت وجود دارند). اگر یکدیگر را لمس می کنند ، یکدیگر را نابود می کنند. با این حال ، هنگامی که از نظر مکانی از هم جدا می شوند ، می توانند اطلاعات کوانتومی را به روشی که در برابر سر و صدا مقاومت می کند ، ذخیره کنند.
این جفت های ذرات با ذرات Majorana مشابه گردابهای کوچک آب هستند. مانند هر دو گرداب در جهات مخالف می چرخند و می توانند یکدیگر را نابود کنند ، در داخل نیز به هم پیوند می خورند.
https://www.youtube.com/watch؟v=pnbjeg9r1o8
فیلم فوق را از “دختر فیزیک” مشاهده کنید که در آن شکل گیری چنین گرداب هایی را در استخر شنا نشان می دهد.
یک هادی توپولوژیکی چیست؟
https://www.youtube.com/watch؟v=9sbvzr3lbs0
مشابه چگونگی شروع محاسبات معمولی با چرتكوس ، و به دنبال آن لوله های خلاء ، رله های الکترومغناطیسی و ترانزیستورها انجام می شود. رایانه های کوانتومی نیز در یک سفر تکامل سخت افزار قرار دارند. روشهای زیادی از سخت افزار کوانتومی مانند Qubits ابررسانا Google/IBM ، qubits یونی به دام افتاده D-Wave ، Qubits فوتونی Psiquantum وجود دارد. اما همه آنها تا حدی از سر و صدا یا از دست دادن اطلاعات رنج می برند.
برای رفع این مشکل نویز ، هادی های توپولوژیکی از ذرات Majorana برای توزیع حالت کوانتومی در سطح سطح استفاده می کنند. حال حتی اگر برخی از سر و صدا ها وارد سیستم شوند ، کمتر احتمال دارد که خطاها ایجاد شود زیرا اطلاعات کوانتومی به جای اینکه در یک ذره واحد بومی سازی شود ، در یک ساختار توپولوژیکی پخش می شود.
https://www.youtube.com/watch؟v=xr_izithzwq
“دکتر فیلم بن مایلز در تراشه های کوانتومی توپولوژیکی برای درک عمیق.
آینده کوانتومی هیجان انگیز است!
با این حال ، برخی منتقدین می گویند که مایکروسافت هنوز با موفقیت هادی های توپولوژیکی را ایجاد نکرده است که می توانند مقیاس شوند. اما حتی اگر پیشرفت هایی در جریان باشد ، این خبر خوبی است.
همچنین ، آمازون اعلام کرد که آنها در حال کار بر روی پردازنده های کوانتومی Ocelot هستند که از Cat Qubits استفاده می کنند
به طور کلی ، Majorana 1 کاندیدای خوبی است تا ما را از دوران NISQ (کوانتومی در مقیاس متوسط) خارج کند.
