คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมในการตอบคำถามเชิงปฏิบัติภายในสองปี จากผลการทดลองครั้งใหม่ที่ดำเนินการโดยไอบีเอ็ม การสาธิตบอกเป็นนัยว่าอำนาจสูงสุดด้านควอนตัมที่แท้จริง เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมแซงหน้าดิจิทัลแบบคลาสสิก อาจเกิดขึ้นในไม่ช้าอย่างน่าประหลาดใจ
"เครื่องจักรเหล่านี้กำลังจะมา" Sabrina Maniscalco ซีอีโอของ Algorithmiq สตาร์ทอัพคอมพิวเตอร์ควอนตัมในเฮลซิงกิกล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ Nature News
ในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันพุธที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมของไอบีเอ็มหรือที่รู้จักกันในชื่อ Eagle เพื่อจำลองคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุจริงได้เร็วกว่าที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะทำได้ สิ่งนี้สำเร็จได้ด้วยการใช้กระบวนการลดข้อผิดพลาดพิเศษที่ชดเชยสัญญาณรบกวน ซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ใช้ชิปซิลิกอนพึ่งพา "บิต" ที่สามารถรับค่าใดค่าหนึ่งจากสองค่าเท่านั้น: 0 หรือ 1
ในทางตรงกันข้าม คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ควอนตัมบิตหรือคิวบิต ซึ่งสามารถได้รับหลายสถานะในเวลาเดียวกัน Qubits พึ่งพาปรากฏการณ์ควอนตัม เช่น การซ้อนทับ ซึ่งอนุภาคสามารถดำรงอยู่ได้หลายสถานะในเวลาเดียวกัน และควอนตัมพัวพัน ซึ่งสถานะของอนุภาคที่ห่างไกลสามารถเชื่อมโยงในลักษณะที่การเปลี่ยนหนึ่งในนั้นจะเปลี่ยนอีกสถานะหนึ่งในทันที ในทางทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้ทำให้ qubits ทำการคำนวณได้เร็วกว่ามากและทำแบบคู่ขนาน ซึ่งสิ่งต่าง ๆ ที่ digital bit จะทำอย่างช้า ๆ และตามลำดับ
แต่ในอดีต คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีจุดอ่อนของ Achilles: สถานะควอนตัมของ qubits นั้นละเอียดอ่อนอย่างไม่น่าเชื่อ และแม้แต่อิทธิพลภายนอกเพียงเล็กน้อยก็สามารถเปลี่ยนแปลงสถานะของมันได้อย่างถาวร และดังนั้นข้อมูลที่พวกมันพกพาไปด้วย สิ่งนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายหรือ "มีเสียงดัง"
ในการทดลองพิสูจน์หลักการใหม่ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Eagle ขนาด 127 คิวบิต ซึ่งใช้คิวบิตที่สร้างขึ้นจากวงจรตัวนำยิ่งยวด คำนวณสถานะแม่เหล็กที่สมบูรณ์ของของแข็งสองมิติ จากนั้นนักวิจัยได้ทำการวัดเสียงรบกวนที่เกิดจากแต่ละคิวบิตอย่างระมัดระวัง ปรากฎว่าปัจจัยบางอย่าง เช่น ข้อบกพร่องในวัสดุซูเปอร์คอมพิวติ้ง สามารถทำนายสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในแต่ละคิวบิตได้อย่างน่าเชื่อถือ จากนั้นทีมใช้การคาดการณ์เหล่านี้เพื่อสร้างแบบจำลองว่าผลลัพธ์จะเป็นอย่างไรหากไม่มีเสียงรบกวน
คำกล่าวอ้างเรื่องควอนตัมที่เหนือกว่าเคยปรากฏมาก่อน: ในปี 2019 นักวิทยาศาสตร์ของ Google อ้างว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมของบริษัทที่รู้จักกันในชื่อ Sycamore แก้ปัญหาได้ภายใน 200 วินาที ซึ่งคอมพิวเตอร์ธรรมดาจะใช้เวลาถึง 10 ปี แต่ปัญหาที่เขาแก้ไข—โดยหลักแล้วคือการแยกรายการตัวเลขสุ่มจำนวนมหาศาลแล้วตรวจสอบความถูกต้อง—ไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง
ในทางตรงกันข้าม การสาธิตแบบใหม่ของ IBM ระบุถึงปัญหาทางกายภาพที่เกิดขึ้นจริงแม้ว่าจะมีความเรียบง่ายอย่างมากก็ตาม
“น่ายินดีที่มันจะทำงานในระบบอื่นและอัลกอริธึมที่ซับซ้อนกว่านี้” จอห์น มาร์ตินีส นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตา บาร์บารา ผู้ประสบความสำเร็จในผลลัพธ์นี้กล่าว Google 2019 ในการให้สัมภาษณ์กับ Nature News
อ่าน: