ชิปควอนตัมมาโจรานา 1 (Majorana 1) ขอบคุณภาพจากไมโครซอฟท์
ไมโครซอฟท์ เปิดตัวชิปควอนตัมมาโจรานา 1 (Majorana 1) ที่ใช้สถาปัตยกรรม Topological Core ใหม่ล่าสุด เป็นรุ่นแรกของโลก ซึ่งคาดว่าจะนำไปสู่การสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่สามารถแก้ปัญหาเชิงอุตสาหกรรม ที่ซับซ้อนได้จริงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
ชิปดังกล่าวใช้ประโยชน์จากโทโพคอนดักเตอร์ตัวแรกของโลก ซึ่งเป็นวัสดุชนิดใหม่ที่สามารถสังเกต และควบคุมอนุภาคมาโจรานา เพื่อสร้างคิวบิตที่เชื่อถือได้ และปรับขนาดได้มากขึ้น ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ไมโครซอฟท์ อธิบายว่า โทโพคอนดักเตอร์ และชิปมาโจรานา 1 จะปูทางไปสู่การพัฒนาระบบควอนตัมที่สามารถรองรับคิวบิตได้ถึงหนึ่งล้านหน่วย และแก้ปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดทั้งในภาคอุตสาหกรรม และสังคม โดยสถาปัตยกรรมใหม่นี้ช่วยให้ชิปมาโจรานา 1 สามารถบรรจุคิวบิตได้ถึงหนึ่งล้านหน่วย ในขนาดพื้นที่หนึ่งฝ่ามือ ซึ่งเป็นก้าวสำคัญที่นำไปสู่การสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่แก้ปัญหาต่าง ๆ ในชีวิตจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การย่อยสลายไมโครพลาสติกให้เป็นสารที่ไม่เป็นอันตราย หรือการพัฒนาวัสดุที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ สำหรับอุตสาหกรรมก่อสร้าง การผลิต และการแพทย์ เพราะควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่มีคิวบิตหนึ่งล้านหน่วย จะสามารถประมวลผลข้อมูลได้มากกว่าคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในโลกรวมกัน
ขอบคุณภาพจากไมโครซอฟท์
“การพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์จะเกิดขึ้นได้จริง ต้องพัฒนาให้ถึงหนึ่งล้านคิวบิตเท่านั้น ไม่เช่นนั้น จะไปต่อไม่ได้ ซึ่งไมโครซอฟท์มีแผนที่จะไปให้ถึงจุดนั้น” เชอแทน นายัค ผู้เชี่ยวชาญทางเทคนิคของไมโครซอฟท์กล่าว
โทโพคอนดักเตอร์ หรือที่ย่อมาจาก topological superconductor เป็นวัสดุพิเศษที่สามารถสร้างสถานะของสสารแบบใหม่ที่ไม่ใช่ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ แต่เป็นสถานะโทโพโลยี วัสดุนี้ถูกนำมาใช้สร้างคิวบิต ที่มีความเสถียร รวดเร็ว ขนาดเล็ก และควบคุมได้แบบดิจิทัล
งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับล่าสุด อธิบายถึงวิธีการที่นักวิจัยของ ไมโครซอฟท์สร้าง และวัดคุณสมบัติควอนตัมของคิวบิตโทโพโลยี ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสู่การนำไปใช้งานจริงว่า ความสำเร็จในครั้งนี้เกิดจากการพัฒนาวัสดุใหม่ที่ทำจากอินเดียมอาร์เซไนด์ (Indium arsenide) และอะลูมิเนียม (Aluminum) ซึ่งไมโครซอฟท์ออกแบบและสร้างขึ้นในระดับอะตอม โดยมีเป้าหมายคือการสร้างอนุภาคควอนตัม มาโจรานา และใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษของสิ่งนี้ในการพัฒนาควอนตัมคอมพิวติ้งไปอีกขั้น
ขอบคุณภาพจากไมโครซอฟท์
“ความก้าวหน้านี้ต้องอาศัยการพัฒนาโครงสร้างวัสดุแบบใหม่ทั้งหมดที่ประกอบด้วยอินเดียมอาร์เซไนด์ และอะลูมิเนียม ซึ่งไมโครซอฟท์ได้ออกแบบและสร้างขึ้นในระดับอะตอม โดยมีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นให้เกิดอนุภาคควอนตัมชนิดใหม่ที่เรียกว่า ‘มาโจราน’ และใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะตัวของมันในการก้าวไปสู่ขอบเขตใหม่ของการประมวลผลควอนตัม” ไมโครซอฟท์ กล่าว
“ตั้งแต่แรกเริ่ม เป้าหมายของเราคือการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อให้เกิดประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ ไม่ใช่เพียงเพื่อเป็นผู้นำทางความคิดเท่านั้น เรารู้ว่าต้องการคิวบิตรูปแบบใหม่ และเราต้องขยายขนาดให้ได้” แมทเธียส ทรอยเออร์ ผู้เชี่ยวชาญทางเทคนิคของไมโครซอฟท์ กล่าวเสริม
แนวทางนี้จึงนำไปสู่ความร่วมมือกับ สำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม (Defense Advanced Research Projects Agency: DARPA) ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ ที่ลงทุนในเทคโนโลยีล้ำสมัยเพื่อความมั่นคงของชาติ โดย DARPA ได้ดึงไมโครซอฟท์เข้าร่วมในโครงการนี้ด้วย เพื่อประเมินว่าเทคโนโลยีควอนตัมเชิงนวัตกรรมสามารถสร้างระบบควอนตัมที่มีศักยภาพในเชิงพาณิชย์ได้เร็วกว่าแนวทางทั่วไปหรือไม่
ทั้งนี้ ไมโครซอฟท์เป็นหนึ่งในสองบริษัทที่ได้รับเชิญให้เข้าสู่ โครงการ Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) ของ DARPA ในช่วงเฟสสุดท้าย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Quantum Benchmarking Initiative ของ DARPA ที่มีเป้าหมายในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับยูทิลิตี้ที่ทนทานต่อข้อผิดพลาด หรือคอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพในการประมวลผลสูงกว่าต้นทุนที่ใช้ในการดำเนินการต่อไป