คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก

IBM และ Google กำลังพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตตั้งแต่หลายแสนถึงหลายล้านคิวบิต คาดว่าจะแล้วเสร็จภายใน 10 ปีข้างหน้า

คอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM ภาพ: IBM

ปลายปีที่แล้ว IBM ได้สร้างสถิติคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดด้วยโปรเซสเซอร์ 433 บิตควอนตัม หรือคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผลข้อมูลควอนตัม ในการประชุมสุดยอด G7 บริษัทได้ประกาศความทะเยอทะยานที่ยิ่งใหญ่กว่า นั่นคือการสร้างคอมพิวเตอร์ 100,000 คิวบิตให้เสร็จภายใน 10 ปีข้างหน้า

IBM กล่าวว่าจะทุ่มเงิน 100 ล้านดอลลาร์เพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการแก้ไขปัญหาที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์อื่นไม่สามารถแก้ไขได้ แนวคิดของ IBM คือการใช้คอมพิวเตอร์ 100,000 คิวบิตนี้ ร่วมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดเพื่อสร้างยาใหม่ ปุ๋ยใหม่ สารประกอบแบตเตอรี่ใหม่ และแอปพลิเคชันอื่นๆ อีกมากมาย

คอมพิวเตอร์แบบควอนตัมจะประมวลผลข้อมูลโดยอาศัยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของอนุภาคพื้นฐาน อิเล็กตรอน อะตอม และโมเลกุลขนาดเล็กสามารถมีอยู่ในสถานะพลังงานหลายสถานะในเวลาเดียวกัน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าหลักการซ้อนทับ และสถานะของอนุภาคสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกันได้ คิวบิตแต่ละตัวสามารถอยู่ในสถานะทั้ง 0 และ 1 ได้ในเวลาเดียวกัน แทนที่จะเป็น 0 หรือ 1 เหมือนบิตคอมพิวเตอร์ทั่วไป ดังนั้นจึงสามารถทำการคำนวณหลายรายการในเวลาเดียวกันได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านคิวบิต

แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะดูดี แต่ก็ยังไม่สามารถทำอะไรที่มีประโยชน์ที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไปทำไม่ได้ สาเหตุคือพวกมันมีคิวบิตไม่เพียงพอ และระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ถูกรบกวนได้ง่ายจากสิ่งรบกวนเล็กๆ น้อยๆ ที่เรียกว่าสัญญาณรบกวน

นักวิจัยคาดการณ์ว่าระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องปรับขนาดขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงสามารถใช้คิวบิตจำนวนมากเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดจากสัญญาณรบกวนได้

ดังนั้น จำนวนคิวบิตเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแสดงถึงขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ รายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับวิธีการสร้างคิวบิต วิธีแก้ไขข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวน และวิธีการใช้งานในทางปฏิบัติยังคงต้องได้รับการกำหนดต่อไป

คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก

Google กล่าวว่าจะพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านคิวบิตในทศวรรษนี้ ภาพ : รอยเตอร์ส

IBM ไม่ใช่บริษัทเดียวที่ตั้งเป้าหมายใหญ่ Google กล่าวว่าต้องการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตหนึ่งล้านคิวบิตภายในสิ้นทศวรรษนี้ โดยจะมีคิวบิตเพียง 10,000 ตัวสำหรับการคำนวณ และที่เหลือสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด

IonQ ตั้งเป้าว่าจะมี "คิวบิตเชิงตรรกะ" จำนวน 1,024 ตัว โดยแต่ละตัวประกอบด้วยวงจรแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีคิวบิตทางกายภาพ 13 ตัว ภายในปี 2028 PsiQuantum เช่นเดียวกับ Google ก็ตั้งเป้าที่จะสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิต 1 ล้านตัวเช่นกัน แต่ยังไม่ได้เปิดเผยระยะเวลาหรือการกำหนดค่าการแก้ไขข้อผิดพลาด

ไม่มีการรับประกันความสำเร็จ

ปัจจุบันคิวบิตของ IBM ประกอบด้วยวงแหวนโลหะตัวนำยิ่งยวด ซึ่งมีลักษณะคล้ายอะตอมเมื่อทำงานที่อุณหภูมิมิลลิเคลวิน เพียงเล็กน้อยเหนือศูนย์สัมบูรณ์ หรือ -273 องศาเซลเซียส IBM กล่าวว่าคิวบิตประเภทนี้สามารถขยายขนาดได้สูงสุด 5,000 คิวบิตด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ซึ่งยังไม่เพียงพอที่จะให้ประโยชน์ด้านการคำนวณมากนัก

ปัจจุบันคิวบิตซุปเปอร์คอนดักเตอร์แต่ละตัวของ IBM ต้องใช้พลังงานประมาณ 65 วัตต์ในการทำงาน หากมีคิวบิตถึง 100,000 ตัว จำเป็นต้องมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อจ่ายพลังงานให้กับคอมพิวเตอร์ และต้องใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์ในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ เจย์ แกมเบตตา รองประธานฝ่ายประมวลผลควอนตัมของบริษัท IBM กล่าวว่าบริษัทวางแผนที่จะใช้เทคโนโลยี “เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม” (CMOS) ที่สามารถติดตั้งไว้ถัดจากคิวบิตเพื่อทำงานด้วยพลังงานเพียงสิบมิลลิวัตต์เท่านั้น

CMOS ยังคงอยู่ในระยะทดลองและเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังไม่มีอยู่ Gambetta ยอมรับ

ไม่มีการรับประกันว่าเงิน 100 ล้านเหรียญที่ใช้ไปกับโครงการนี้จะเพียงพอสำหรับการสร้างคอมพิวเตอร์คิวบิต 100,000 ตัว “มีความเสี่ยงอย่างแน่นอน” กัมเบตตา กล่าว

Joe Fitzsimons ซีอีโอของ Horizon Quantum ผู้พัฒนาซอฟต์แวร์ควอนตัมที่ตั้งอยู่ในสิงคโปร์ กล่าวว่า “การเดินทางครั้งนี้จะไม่ราบรื่นเสมอไป”

ฟิตซ์ซิมอนส์กล่าวว่าแผนของ IBM ดูเหมือนจะสมเหตุสมผล แม้ว่าจะมีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นได้มากมายก็ตาม “ในระดับนี้ การพัฒนาระบบควบคุมที่สามารถจัดการคิวบิตจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพนั้นเป็นเรื่องยากมาก” ผู้เชี่ยวชาญกล่าว

ตาม Zing

แหล่งที่มา