ระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตนับแสนถึงล้านกำลังได้รับการพัฒนาโดย IBM และ Google คาดว่าจะแล้วเสร็จในอีก 10 ปีข้างหน้า
คอมพิวเตอร์ควอนตัมไอบีเอ็ม ภาพ: ไอบีเอ็ม
เมื่อปลายปีที่แล้ว IBM ทำลายสถิติคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดด้วยโปรเซสเซอร์ 433 บิตควอนตัมหรือ qubit ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผลข้อมูลควอนตัม ที่การประชุมสุดยอด G7 บริษัทได้ประกาศเป้าหมายที่ยิ่งใหญ่กว่า: สร้างคอมพิวเตอร์ 100.000 คิวบิตให้เสร็จภายใน 10 ปีข้างหน้า
IBM กล่าวว่าจะใช้เงิน 100 ล้านเหรียญสหรัฐเพื่อสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สามารถแก้ไขปัญหาที่ไม่มีซูเปอร์คอมพิวเตอร์อื่นใดสามารถแก้ไขได้ แนวคิดของ IBM คือการใช้คอมพิวเตอร์ขนาด 100.000 คิวบิตนี้ รวมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุด เพื่อสร้างยาใหม่ ปุ๋ยใหม่ สารประกอบแบตเตอรี่ใหม่ และชุดแอปพลิเคชันอื่นๆ
การคำนวณควอนตัมจะประมวลผลข้อมูลโดยอาศัยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของอนุภาคมูลฐาน อิเล็กตรอน อะตอม และโมเลกุลขนาดเล็กสามารถดำรงอยู่ในสถานะพลังงานหลายสถานะในเวลาเดียวกัน หรือที่เรียกว่าหลักการซ้อนทับ และสถานะของอนุภาคสามารถเชื่อมโยงถึงกันได้ แต่ละควิบิตสามารถมีสถานะเป็น 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน แทนที่จะเป็น 0 หรือ 1 เช่นเดียวกับบิตคอมพิวเตอร์ทั่วไป ทำให้สามารถคำนวณหลายรายการพร้อมกันได้
คอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านคิวบิต
แม้จะมีคำมั่นสัญญา แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ยังล้มเหลวในการทำสิ่งที่มีประโยชน์ซึ่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้ เหตุผลก็คือคิวบิตมีไม่เพียงพอ และระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมถูกรบกวนได้ง่ายจากการรบกวนเล็กๆ น้อยๆ ที่เรียกว่าสัญญาณรบกวน
นักวิจัยคาดการณ์ว่าระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะต้องขยายขนาดอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อให้สามารถทุ่มเทคิวบิตส่วนใหญ่เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดจากสัญญาณรบกวน
ดังนั้นจำนวนคิวบิตเพียงอย่างเดียวไม่ได้แสดงถึงความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัม จำเป็นต้องมีรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการสร้าง qubit ความสามารถในการแก้ไขข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจากเสียงรบกวน และความสามารถในการปฏิบัติงานในทางปฏิบัติ
Google กล่าวว่าจะพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านคิวบิตในทศวรรษนี้ ภาพ: รอยเตอร์ส
IBM ไม่ใช่บริษัทเดียวที่ตั้งเป้าหมายใหญ่ Google กล่าวว่าต้องการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 10.000 ล้านคิวบิตภายในสิ้นทศวรรษนี้ โดยจะใช้เพียง XNUMX คิวบิตในการคำนวณ และส่วนที่เหลือสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด
IonQ ตั้งเป้าที่จะมี 1.024 “ลอจิคัลคิวบิต” แต่ละอันประกอบด้วยวงจรแก้ไขข้อผิดพลาด 13 คิวบิตจริงภายในปี 2028 PsiQuantum เช่นเดียวกับ Google ก็มีเป้าหมายที่จะสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมล้านหลัก qubit แต่ไม่ได้เปิดเผย เส้นเวลาหรือการกำหนดค่าการแก้ไขข้อผิดพลาด
ไม่มีการรับประกันความสำเร็จ
ปัจจุบัน qubit ของ IBM ประกอบด้วยวงแหวนโลหะตัวนำยิ่งยวดซึ่งมีลักษณะคล้ายอะตอมเมื่อทำงานที่อุณหภูมิมิลลิเคลวินซึ่งมากกว่าศูนย์สัมบูรณ์หรือ -273 องศาเซลเซียสเพียงเล็กน้อย IBM กล่าว Qubit ประเภทนี้สามารถปรับขยายได้สูงสุด 5.000 qubits เท่านั้น ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันซึ่งไม่ใหญ่พอที่จะให้ประโยชน์ทางการคำนวณมากนัก
ปัจจุบัน คิวบิตตัวนำยิ่งยวดของ IBM แต่ละตัวต้องใช้กำลังไฟประมาณ 65 วัตต์ในการทำงาน ด้วย 100.000 คิวบิต จะต้องอาศัยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อจัดหาพลังงาน และต้องใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์ Jay Gambetta รองประธานฝ่ายคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM กล่าวว่าบริษัทวางแผนที่จะใช้เทคโนโลยี "เซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม" (CMOS) ที่สามารถติดตั้งถัดจากคิวบิตเพื่อดำเนินการได้ พวกมันมีพลังงานเพียงสิบมิลลิวัตต์เท่านั้น
CMOS ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองและเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังไม่มีอยู่ Gambetta ยอมรับ
ไม่มีการรับประกันว่าเงิน 100 ล้านดอลลาร์ที่ใช้ไปกับโปรเจ็กต์นี้จะเพียงพอที่จะสร้างคอมพิวเตอร์ขนาด 100.000 ควิบิต “มีความเสี่ยงอย่างแน่นอน” Gambetta กล่าว
“นี่จะไม่ใช่การเดินทางที่ราบรื่นโดยสิ้นเชิง” Joe Fitzsimons ซีอีโอของ Horizon Quantum ผู้พัฒนาซอฟต์แวร์ควอนตัมในสิงคโปร์กล่าว
จากข้อมูลของ Fitzsimons แผนของ IBM ดูสมเหตุสมผล แม้ว่าจะมีอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้นมากมายก็ตาม “ในระดับนี้ มันจะเป็นเรื่องยากในการพัฒนาระบบควบคุมที่สามารถใช้งานคิวบิตจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ” ผู้เชี่ยวชาญกล่าว
ตาม Zing
