مایکروسافت سرگرم توسعه کامپیوتر کوانتومی مبتنی بر چیپ سیلیکونی CMOS است

محققان مایکروسافت و دانشگاه سیدنی استرالیا مشغول توسعه کامپیوتر کوانتومی مبتنی بر چیپ‌های سیلیکونی CMOS هستند.

از فرآیند «اکسید فلز نیمه‌هادی مکمل» یا CMOS برای ساخت بسیاری از قطعات کامپیوتری استفاده می‌شود، به همین دلیل محققان مایکروسافت و دانشگاه سیدنی می‌خواهند به جای رویکردهای دیگر مثل به دام انداختن یون‌ها از این راهکار آشنا استفاده کنند.

ایده ساخت کامپیوتر کوانتومی مبتنی بر چیپ سیلیکونی اولین بار سال ۱۹۹۸ مطرح شد، اما محققان حالا بیش از دو دهه در حال تبدیل کردن آن به واقعیت هستند. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیش رو این است که چیپ‌های CMOS معمولاً گرمای بسیاری تولید می‌کنند که می‌تواند در عملکرد بیت‌های کوانتومی یا همان کیوبیت‌ها اختلال ایجاد کند.

برای خنک کردن کیوبیت‌ها باید آنها را در یخچال و در دمای نزدیک به صفر درجه کلوین نگه داشت، به همین دلیل هم هست که کامپیوترهای کوانتومی فعلی شرکت‌هایی مثل IBM و Honeywell کیوبیت‌های کمتر یا همان قدرت پزدارشی کمتری دارند. برای ساخت کامپیوتر کوانتومی با صدها یا هزاران کیوبیت باید مشکل گرما را حل کرد و حال ظاهراً مایکروسافت راهکار مناسب را پیدا کرده است.

محققان مایکروسافت و دانشگاه سیدنی به تازگی با انتشار مقاله‌ای در ژورنال Nature Electronics جزئیات توسعه چیپی به نام Gooseberry با قابلیت پشتیبانی از هزاران کیوبیت را شرح دادند. به گفته مایکروسافت این چیپ ضمن فعالیت در دمای ۱۰۰ میلی‌کلوین هدررفت کمی داشته و بنابراین از توان خنک‌سازی یخچال‌های تحقیقاتی استاندارد کنونی فراتر نمی‌رود، با این کار چالش وصل کردن هزاران سیم به یخچال که تا پیش از این حل نشدنی بود از میان برداشته می‌شود.

محققان مایکروسافت و دانشگاه استرالیایی همچنین یک هسته پردازشی کرایو (cryo-compute core) طراحی کرده‌اند که به منظور رله کردن اطلاعات از لایه کوانتومی، بالای چیپ Gooseberry در سازه کوانتومی (quantum stack) قرار می‌گیرد. این هسته یک پردازنده یا CPU مناسب کاربردهای عمومی است که برای فعالیت در دمای بالاتر (۲ کلوین به جای ۱۰۰ میلی‌کلوین) طراحی شده است.