วิสัยทัศน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อมต่อกับเว็บได้เริ่มต้นขึ้นแล้วสำหรับการคำนวณด้วยควอนตัมนั้นน่าตื่นเต้น ใกล้จะถึงแล้ว และเราอยากให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นมีความรู้ความเข้าใจในเรื่องนี้มากขึ้น ในปี 2559 IBM ได้เปิดตัว Quantum Experience ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทุกคนทั่วโลกสามารถเข้าถึงออนไลน์ได้ฟรีด้วยเพียงห้า qubits ประสบการณ์ควอนตัมจึง “จำกัดในสิ่งที่คุณสามารถทำได้” เจอร์รี โจว ผู้บริหารกลุ่มคอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นทดลองของไอบีเอ็มกล่าว (คอมพิวเตอร์ 16 บิตของ IBM อยู่
ในการทดสอบเบต้า ดังนั้นผู้ใช้ Quantum Experience
จึงเพิ่งเริ่มลงมือทำ) แม้จะมีข้อจำกัด แต่ Quantum Experience ก็อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ โปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์ และสาธารณชนทำความคุ้นเคยกับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม — ซึ่งทำตามกฎที่แตกต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไป ดังนั้นจึงต้องการวิธีคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับปัญหา “การคำนวณควอนตัมเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น ใกล้จะถึงแล้ว และเราอยากให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นมีความรอบรู้ในเรื่องนี้” Chow กล่าว “นั่นจะทำให้การพัฒนาและความก้าวหน้าเร็วยิ่งขึ้น”
แต่ในการที่จะเริ่มต้นการคำนวณด้วยควอนตัมได้อย่างเต็มที่ นักวิทยาศาสตร์จะต้องพิสูจน์ว่าเครื่องของพวกเขาสามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์มาตรฐานที่ดีที่สุด นักฟิสิกส์ควอนตัม Simon Devitt จาก Macquarie University ในซิดนีย์กล่าวว่า “ขั้นตอนนี้มีความสำคัญในการโน้มน้าวชุมชนว่าคุณกำลังสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริง การสาธิตอำนาจสูงสุดของควอนตัมดังกล่าวอาจเกิดขึ้นภายในสิ้นปีหรือในปี 2561 Devitt คาดการณ์
นักวิจัยจาก Google กำหนดกลยุทธ์เพื่อแสดงให้เห็นถึงอำนาจสูงสุดของควอนตัม โพสต์ออนไลน์ที่ arXiv.org ในปี 2016 พวกเขาเสนออัลกอริทึมที่หากทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีขนาดใหญ่พอ จะสร้างผลลัพธ์ที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกไม่สามารถจำลองได้
วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการดำเนินการสุ่มบน qubits
และการวัดการกระจายของคำตอบที่คายออกมา การแจกแจงแบบเดียวกันบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะต้องจำลองการทำงานภายในที่ซับซ้อนของคอมพิวเตอร์ควอนตัม การจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีมากกว่า 45 qubits จะไม่สามารถจัดการได้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไม่สามารถเข้าถึงควอนตัมไวด์เหล่านี้ได้
ในการเข้าสู่ดินแดนหลังนี้ Google ซึ่งมีคอมพิวเตอร์ขนาด 9 คิวบิต มีแผนเชิงรุกที่จะขยายขนาดได้ถึง 49 คิวบิต “เราค่อนข้างมองโลกในแง่ดี” John Martinis จาก Google นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารากล่าว
มาร์ตินิสและเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะดำเนินการตามขั้นตอน โดยพยายามหาจุดบกพร่องระหว่างทาง “คุณสร้างบางสิ่งบางอย่าง แล้วถ้ามันทำงานได้ไม่ดีนัก คุณก็จะไม่ทำสิ่งต่อไป คุณแก้ไขสิ่งที่เกิดขึ้น” เขากล่าว ขณะนี้นักวิจัยกำลังพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 15 และ 22 คิวบิต
IBM อย่าง Google ก็มีแผนที่จะก้าวไปใหญ่เช่นกัน ในเดือนมีนาคม บริษัทประกาศว่าจะสร้างคอมพิวเตอร์ขนาด 50 คิวบิตในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า และพร้อมให้บริการแก่ธุรกิจที่อยากเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกที่ใช้เทคโนโลยีที่กำลังเติบโต เพียงสองเดือนต่อมา ในเดือนพฤษภาคม IBM ประกาศว่านักวิทยาศาสตร์ของตนได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 16 คิวบิต รวมทั้งต้นแบบ 17 บิตซึ่งจะเป็นจุดกระโดดทางเทคโนโลยีสำหรับคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ในอนาคตของบริษัท
เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากภาพ
หนึ่งในคอมพิวเตอร์ควอนตัมใหม่ล่าสุดของ IBM มี 16 qubits ที่ทำจากวัสดุตัวนำยิ่งยวด สามารถเห็นสองคอลัมน์แปด qubits บนชิปนี้ เส้นซิกแซกคือเครื่องสะท้อนคลื่นไมโครเวฟ ซึ่งช่วยให้ qubits สามารถโต้ตอบได้
IBM RESEARCH / FLICKR ( CC BY-ND 2.0 )
แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นมากกว่าผลรวมของคิวบิต “ประเด็นสำคัญประการหนึ่งที่แท้จริงเกี่ยวกับการปรับขนาดไม่ใช่แค่ … หมายเลข qubit แต่ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อย่างแท้จริง” Chow กล่าว ดังนั้นนักวิจัยของ IBM จึงมุ่งเน้นไปที่มาตรฐานที่เรียกว่า “ปริมาณควอนตัม” ซึ่งคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ ซึ่งรวมถึงจำนวน qubits วิธีที่แต่ละ qubit เชื่อมต่อกับเพื่อนบ้าน ข้อผิดพลาดในการคำนวณอย่างรวดเร็วและจำนวนการดำเนินการที่สามารถทำได้ในครั้งเดียว “สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นปัจจัยที่มอบพลังให้กับโปรเซสเซอร์ควอนตัมของคุณ” Chow กล่าว
ข้อผิดพลาดเป็นอุปสรรคสำคัญในการเพิ่มปริมาณควอนตัม ด้วยคุณสมบัติควอนตัมที่ละเอียดอ่อน qubits สามารถสะสมข้อบกพร่องในการดำเนินการแต่ละครั้ง Qubits ต้องต่อต้านข้อผิดพลาดเหล่านี้หรือการคำนวณไม่น่าเชื่อถืออย่างรวดเร็ว ในที่สุด คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตจำนวนมากจะสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้ ผ่านขั้นตอนที่เรียกว่าการแก้ไขข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม เพื่อเพิ่มความซับซ้อนของการคำนวณที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำได้ ความน่าเชื่อถือของ qubit จะต้องปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
เทคโนโลยีต่างๆ ในการสร้าง qubits มีจุดแข็งและจุดอ่อนต่างๆ ซึ่งส่งผลต่อปริมาณควอนตัม IBM และ Google สร้าง qubits ของพวกเขาจากวัสดุตัวนำยิ่งยวด เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์ด้านวิชาการหลายคน ในตัวนำยิ่งยวดที่เย็นตัวจนถึงอุณหภูมิต่ำมาก อิเล็กตรอนจะไหลโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง ในการทำแฟชั่น qubits ตัวนำยิ่งยวด นักวิทยาศาสตร์สร้างวงจรที่กระแสไหลภายในวงลวดที่ทำจากอลูมิเนียมหรือวัสดุตัวนำยิ่งยวดอื่นๆ
นักวิจัยเชิงวิชาการหลายทีมสร้าง qubits จากไอออนเดี่ยว ติดอยู่กับที่และตรวจด้วยเลเซอร์ Intel และบริษัทอื่นๆ กำลังทำงานกับ qubits ที่ประดิษฐ์จากชิ้นส่วนเล็กๆ ของซิลิกอนที่เรียกว่าจุดควอนตัม ( SN:
credit : nextgenchallengers.com ninetwelvetwentyfive.com pimentacomdende.com platosusedbooks.com politiquebooks.com
