IBM และ Google กำลังพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตตั้งแต่หลายแสนถึงหลายล้านคิวบิต โดยคาดว่าจะแล้วเสร็จภายใน 10 ปีข้างหน้า
คอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM ภาพ: IBM
ปลายปีที่แล้ว ไอบีเอ็มได้สร้างสถิติคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุด ด้วยหน่วยประมวลผลควอนตัมบิต หรือคิวบิต 433 บิต ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผลข้อมูลควอนตัม ในการประชุมสุดยอด G7 บริษัทได้ประกาศเป้าหมายที่ยิ่งใหญ่กว่านั้น นั่นคือการสร้างคอมพิวเตอร์ขนาด 100,000 คิวบิตให้สำเร็จภายใน 10 ปีข้างหน้า
ไอบีเอ็มกล่าวว่าจะทุ่มงบประมาณ 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ เพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สามารถแก้ปัญหาที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์อื่นไม่สามารถทำได้ แนวคิดคือการใช้คอมพิวเตอร์ขนาด 100,000 คิวบิตนี้ ร่วมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุด เพื่อสร้างยาใหม่ ปุ๋ยใหม่ สารประกอบแบตเตอรี่ใหม่ และแอปพลิเคชันอื่นๆ อีกมากมาย
คอมพิวเตอร์ควอนตัมประมวลผลข้อมูลโดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของอนุภาคพื้นฐาน อิเล็กตรอน อะตอม และโมเลกุลขนาดเล็กสามารถอยู่ในสถานะพลังงานหลายสถานะพร้อมกันได้ ซึ่งเรียกว่ากระบวนการซูเปอร์โพซิชัน และสถานะของอนุภาคสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกันได้ แต่ละคิวบิตสามารถอยู่ในสถานะ 0 และ 1 ได้พร้อมกัน แทนที่จะเป็น 0 หรือ 1 เหมือนบิตคอมพิวเตอร์ทั่วไป ทำให้สามารถคำนวณได้หลายรายการพร้อมกัน
คอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านคิวบิต
แม้จะมีศักยภาพสูง แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ยังไม่สามารถทำอะไรที่มีประโยชน์ได้มากไปกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป นั่นเป็นเพราะพวกมันมีคิวบิตไม่เพียงพอ และระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ถูกรบกวนได้ง่ายจากสิ่งรบกวนเล็กๆ น้อยๆ ที่เรียกว่าสัญญาณรบกวน
นักวิจัยคาดการณ์ว่าระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องปรับขนาดขึ้นอย่างมาก เพื่อให้สามารถจัดสรรคิวบิตจำนวนมากเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดจากสัญญาณรบกวนได้
ดังนั้น จำนวนคิวบิตเพียงอย่างเดียวจึงไม่สามารถกำหนดความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ นอกจากนี้ยังมีรายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับวิธีการสร้างคิวบิต วิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวน และวิธีการนำไปปฏิบัติจริง
Google เผยจะพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดล้านคิวบิตในทศวรรษนี้ ภาพ: รอยเตอร์
IBM ไม่ใช่บริษัทเดียวที่ตั้งเป้าหมายไว้สูง Google ระบุว่าต้องการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดหนึ่งล้านคิวบิตภายในสิ้นทศวรรษนี้ โดยมีเพียง 10,000 คิวบิตสำหรับการคำนวณ และที่เหลือสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด
IonQ ตั้งเป้าว่าจะมี "คิวบิตเชิงตรรกะ" จำนวน 1,024 ตัว ซึ่งแต่ละตัวประกอบด้วยวงจรแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีคิวบิตทางกายภาพ 13 ตัว ภายในปี 2028 PsiQuantum เช่นเดียวกับ Google ก็ตั้งเป้าที่จะสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตหนึ่งล้านคิวบิตเช่นกัน แต่ยังไม่ได้เปิดเผยระยะเวลาหรือการกำหนดค่าการแก้ไขข้อผิดพลาด
ไม่มีการรับประกันความสำเร็จ
ปัจจุบันคิวบิตของ IBM ประกอบด้วยวงแหวนโลหะตัวนำยิ่งยวด ซึ่งมีลักษณะคล้ายอะตอมเมื่อทำงานที่อุณหภูมิมิลลิเคลวิน สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียงเล็กน้อย หรือ -273 องศาเซลเซียส IBM ระบุว่าคิวบิตประเภทนี้สามารถขยายขนาดได้เพียง 5,000 คิวบิตด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ซึ่งยังไม่ใหญ่พอที่จะให้ประโยชน์ด้านการคำนวณมากนัก
ปัจจุบัน คิวบิตตัวนำยิ่งยวดของ IBM แต่ละคิวบิตต้องการพลังงานประมาณ 65 วัตต์ในการทำงาน หากคิวบิตมีกำลังถึง 100,000 คิวบิต จำเป็นต้องใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักร และต้องใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์ในการพัฒนา เจย์ แกมเบตตา รองประธานฝ่ายควอนตัมคอมพิวติ้งของ IBM กล่าวว่า บริษัทวางแผนที่จะใช้เทคโนโลยี "สารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์เสริม" (CMOS) ซึ่งสามารถติดตั้งไว้ข้างๆ คิวบิต เพื่อให้ทำงานได้ด้วยพลังงานเพียงไม่กี่สิบมิลลิวัตต์
CMOS ยังคงอยู่ในระยะทดลอง และยังไม่มีเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม Gambetta ยอมรับ
ไม่มีการรับประกันว่าเงิน 100 ล้านดอลลาร์ที่ใช้ไปกับโครงการนี้จะเพียงพอสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์ 100,000 คิวบิต “มีความเสี่ยงแน่นอน” แกมเบตตากล่าว
Joe Fitzsimons ซีอีโอของ Horizon Quantum ผู้พัฒนาซอฟต์แวร์ควอนตัมที่ตั้งอยู่ในสิงคโปร์ กล่าวว่า “การเดินทางครั้งนี้จะไม่ราบรื่นไปเสียทีเดียว”
ฟิตซ์ซิมอนส์กล่าวว่าแผนของไอบีเอ็มดูสมเหตุสมผล แม้ว่าจะมีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นก็ตาม “ในระดับนี้ คงเป็นเรื่องยากมากที่จะพัฒนาระบบควบคุมที่สามารถทำงานกับคิวบิตจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ” เขากล่าว
ตามซิงก์
แหล่งที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)