​​​​​​​
مایکروسافت به تازگی از جهش بزرگی در فناوری کوانتوم خبرداده بود. این غول دنیای فناوری مدعی بود برای اولین بار موفق به ساخت کیوبیت‌های توپولوژیک شده است، ادعایی که مایکروسافت از آن به عنوان گامی اساسی درمسیر توسعه نسل جدید رایانه‌های کوانتومی یاد می‌کند. با این حال مقاله‌ای از نشریه ساینتیفیک‌امریکن می‌گوید بسیاری از فیزیک‌دانان و متخصصان محاسبات کوانتومی منتهی به این ادعا را زیر سوال برده و می‌گویند مدارک کافی برای اثبات این موفقیت ارائه نشده است. در این مطلب سراغ بررسی این ادعا رفتیم.

 کیوبیت‌‌های توپولوژیک، انقلابی بزرگ در محاسبات
کیوبیت‌های توپولوژیک نوعی از کیوبیت‌ها یا واحدهای بنیادی محاسبات کوانتومی هستند که از ویژگی‌های توپولوژیک برای مقابله با نویز و کاهش خطاها استفاده می‌کنند. توپولوژی شاخه‌ای از ریاضیات است که به اشکال و ساختارهای هندسی بدون توجه به تغییرات پیوسته می‌پردازد. کیوبیت‌های توپولوژیک از این ویژگی بهره می‌برند تا حالت‌های کوانتومی را به گونه‌ای تعریف کنند که به تغییرات جزئی و نویزهای محیطی حساس نباشند. اما کاربرد این مفاهیم در رایانه‌‌های کوانتومی چیست؟ باید توجه داشته باشیم که یکی از چالش‌های بزرگ در محاسبات کوانتومی، حفظ دقت و کاهش خطاهاست. کیوبیت‌های توپولوژیک به دلیل مقاومت در برابر خطاها، می‌توانند به ایجاد رایانه‌‌های کوانتومی قابل اعتمادتر کمک کنند و امکان محاسبات پیچیده‌تر و دقیق‌تر را فراهم سازند.
 پیش به‌‌سوی تحلیل کلان داده‌‌ها
با افزایش پایداری و کاهش نرخ خطاها، کیوبیت‌های توپولوژیک می‌توانند سرعت توسعه فناوری‌های رایانه‌‌های کوانتومی را افزایش دهند. این رایانه‌‌ها پتانسیل حل مسائل پیچیده‌ای را دارند که فراتر از توانایی سیستم‌‌های کلاسیک است؛ مانند شبیه‌سازی مولکولی، بهینه‌سازی سیستم‌های پیچیده و تحلیل داده‌های بزرگ. بنابراین، اگر کیوبیت‌های توپولوژیک به خوبی توسعه یابند و در مقیاس بزرگ به کار گرفته شوند، می‌توانند تغییرات بنیادینی در مهندسی، علوم پزشکی، هوش مصنوعی و دیگر زمینه‌های فناوری ایجاد کنند. مزیت کلیدی کیوبیت‌‌های توپولوژیکی در انعطاف پذیری ذاتی آن‌‌ها در برابر ناهمدوسی کوانتومی و خطاها نهفته است. در کیوبیت‌های معمولی، اغتشاشات کوچک می‌تواند باعث فروپاشی حالت کوانتومی یا از دست دادن انسجام شود و به خطا در محاسبات بینجامد. با این حال، کیوبیت‌های توپولوژیکی به دلیل ماهیت غیرمحلی خود، که ریشه در ویژگی‌های جهانی سیستم توپولوژیکی دارد، از چنین اختلالاتی محافظت می‌شوند.
 آیا تحول بزرگ در راه است؟
اما دستاوردی که مایکروسافت مدعی آن است اخیراً به چالش کشیده شده است. به گزارش «پیوست»، متخصصان می‌گویند اطلاعاتی که مایکروسافت درباره این پیشرفت بزرگ منتشر کرده است، جزئیات کافی برای اثبات چنین جهشی را ارائه نمی‌کند. این شرکت نتایجی را در مجله «نیچر» ارائه کرده است که به گفته متخصصان اثبات وجود کیوبیت‌های توپولوژیک ‌نیستند.
 ادعای مایکروسافت چیست؟
مایکروسافت در ۱۹ فوریه طی یک بیانیه مطبوعاتی مدعی شد که با توسعه نوعی مواد ابررسانا موفق به ساخت کیوبیت‌های توپولوژیک شده است. با این حال، این اعلامیه فاقد جزئیات علمی کافی بود و تنها برخی از داده‌ها در جلسه‌ای خصوصی در مرکز تحقیقات مایکروسافت در سانتا باربارا مطرح شدند. استیون سایمون، فیزیک‎دان نظری دانشگاه آکسفورد، پس از بررسی داده‌های ارائه‌شده گفت: «آیا می‌توانم با قاطعیت بگویم که آن‌ها به چیزی که فکر می‌کنند دست یافته‌اند؟ خیر، اما نتایج امیدوارکننده به نظر می‌رسند». مقاله نیچر آزمایش‌هایی را روی یک دستگاه ابررسانای «نانوسیم» ساخته شده از آرسنید ایندیم توصیف می‌کند. هدف نهایی این آزمایش‌ها میزبانی از دو حالت توپولوژیک به نام شبه‌ذرات ماجوراناست که هرکدام در دو انتهای دستگاه قرار می‌گیرند. از آن‌‌جایی که الکترون‌های موجود در این ابررسانا جفت شده‌اند، یک الکترون اضافی جفت نشده معرفی می‌شود و حالت برانگیخته را رقم می‌زند. این الکترون در یک حالت «غیرجای‌گزیده» وجود دارد که بین دو شبه‌ذره ماجورانا مشترک است. این مقاله آزمایش‌هایی را گزارش می‌کند که نشان می‌دهد نانوسیم واقعا یک الکترون اضافی را نگه می‌دارد. اما حتی مولفان نیز هشدار داده‌اند که این آزمایش‌ها به خودی خود اثباتی بر میزبانی نانوسیم از شبه‌ذرات ماجورانا نیستند.
 آیا اعتبار علمی مایکروسافت زیرسوال می‌‌رود؟
بر اساس مقاله‌ای که مایکروسافت در مجله علمی نیچر منتشر کرده است، آزمایش‌های انجام‌شده وجود یک الکترون اضافی درون یک نانوسیم ابررسانا را تایید می‌کنند. این مشاهدات می‌توانند نشان‌دهنده حضور ذرات ماجورانا باشند، که در سال ۱۹۳۷ توسط فیزیک‎دان ایتالیایی اتوره ماجورانا پیش‌بینی شده بود. با این حال، خود نویسندگان مقاله هم هشدار داده‌اند که این یافته‌ها به‌تنهایی برای اثبات وجود کیوبیت‌های توپولوژیک کافی نیستند. وینسنت موریک، فیزیک‎دان مرکز تحقیقات هلمهولتز در آلمان، که پیشتر در رد یک ادعای مشابه نقش داشته است، رویکرد مایکروسافت را زیر سوال برده و می‌گوید: «در سطح بنیادی، رویکرد ساخت یک رایانه کوانتومی بر اساس کیوبیت‌های توپولوژیک ماجورانا به گونه‌ای‌که مایکروسافت مطرح کرده است، جواب نخواهد داد». این اولین باری نیست که مایکروسافت درمورد کیوبیت‌های توپولوژیک ادعای جنجالی مطرح می‌کند. در سال ۲۰۲۱، تیمی از پژوهشگران دانشگاه دلفت در هلند، که تحت حمایت مالی مایکروسافت بودند، ادعای مشابهی درباره ایجاد ذرات ماجورانا مطرح کردند. اما مدارک ارائه‌شده پس از بررسی‌های دقیق‌تر، مردود شناخته شد و مقاله آن‌ها از مجله علمی معتبر نیچر بازپس گرفته شد. این موضوع باعث شد که مایکروسافت در جامعه علمی اعتبار خود را تا حدی از دست بدهد. منتقدان بر این باورند که بدون انتشار داده‌های کامل، نمی‌توان ادعای مایکروسافت را پذیرفت.