คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทำลายสถิติด้วยคิวบิตมากกว่า 1,000 ตัว

บริษัท Atom Computing ของสหรัฐฯ สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกที่มีคิวบิต 1,180 ตัว ซึ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยำของเครื่องจักรได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดที่สร้างโดย Atom Computing ภาพ: Atom Computing — คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดที่สร้างโดย Atom Computing ภาพ: *Atom Computing*

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลก มีควอนตัมบิต (คิวบิต) มากกว่าคอมพิวเตอร์ Osprey ของ IBM ที่เคยสร้างสถิติโลกไว้ถึงสองเท่า (433 คิวบิต) แม้ว่าคิวบิตที่มากขึ้นอาจไม่ได้หมายความว่าจะมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเสมอไป แต่คิวบิตจำนวนมากมีความจำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปราศจากข้อผิดพลาดในอนาคต ซึ่งแตกต่างจากเครื่องจักรวิจัยที่มีสัญญาณรบกวนในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุด เช่น ของ IBM และ Google ใช้วงจรตัวนำยิ่งยวดที่ทำความเย็นจนมีอุณหภูมิต่ำมาก แต่เครื่องที่ทำลายสถิติจาก Atom Computing ซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพในแคลิฟอร์เนียมีคิวบิต 1,180 คิวบิต โดยใช้อะตอมที่เป็นกลางซึ่งยึดเข้าที่ด้วยเลเซอร์ในโครงตาข่ายสองมิติ New Scientist รายงานเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม

ข้อดีอย่างหนึ่งของการออกแบบนี้คือสามารถปรับขนาดระบบและเพิ่มคิวบิตเพิ่มเติมในเครือข่ายได้ง่าย ตามที่ Rob Hays ซีอีโอของ Atom Computing กล่าว คอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตที่มีประโยชน์ใดๆ ที่ไม่มีข้อผิดพลาด (คุณสมบัติที่เรียกว่าการทนทานต่อความผิดพลาด) จะต้องมีคิวบิตแก้ไขข้อผิดพลาดอย่างน้อยหลายหมื่นตัวที่ทำงานคู่ขนานกับคิวบิตการเขียนโปรแกรม

“หากเราขยายขนาดเป็นคิวบิตจำนวนสิบตัว เช่นเดียวกับระบบซุปเปอร์คอนดักเตอร์และระบบดักไอออนส่วนใหญ่ในปัจจุบัน เราจะต้องใช้เวลาค่อนข้างนานในการก้าวไปสู่ยุคของเครื่องจักรที่ทนทานต่อความผิดพลาด แต่ด้วยแนวทางอะตอมที่เป็นกลาง เราจะไปถึงยุคนั้นได้เร็วขึ้นมาก” เฮย์สอธิบาย ทีม Atom Computing ตั้งเป้าที่จะเพิ่มจำนวนคิวบิตในเครื่องจักรเป็นประมาณ 10 ตัวทุกๆ สองปี เขากล่าว

ต่างจากบิตคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่เป็น 1 หรือ 0 คิวบิตมีความหลากหลายมากกว่า โดยมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต อะตอมที่เป็นกลางนั้นเหมาะกับการพันกันของควอนตัมมากกว่า ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ควอนตัมที่แปลกประหลาด โดยที่คิวบิตสองตัวเชื่อมโยงกันและสามารถส่งอิทธิพลซึ่งกันและกันได้แม้จะอยู่ห่างไกลกันมาก คิวบิตยังมีความเสถียรมากกว่าอีกด้วย คิวบิตในคอมพิวเตอร์ของ Atom Computing ป้องกันไม่ให้สถานะควอนตัมยุบตัวลง ทำให้ทนทานต่อความผิดพลาดได้เกือบหนึ่งนาที เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว คอมพิวเตอร์ Osprey ของ IBM มีเวลาในการผูกคิวบิตเพียง 70 ถึง 80 ไมโครวินาทีเท่านั้น

เวลาเชื่อมโยงที่ยาวนานนั้นมาจากอะตอมอิตเทอร์เบียมที่เฮย์สและเพื่อนร่วมงานของเขาใช้เป็นคิวบิต เครื่องจักรอะตอมที่เป็นกลางส่วนใหญ่ใช้อิเล็กตรอนของอะตอมเป็นองค์ประกอบควอนตัมในการคำนวณ แต่พวกมันอาจถูกรบกวนได้ง่ายจากเลเซอร์อันทรงพลังที่ใช้ยึดอิเล็กตรอนไว้ในตำแหน่ง ด้วยอิตเทอร์เบียม นักวิจัยสามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติควอนตัมของนิวเคลียสของอะตอมที่เรียกว่าสปิน (โมเมนตัมเชิงมุมโดยธรรมชาติของอนุภาค) ซึ่งไวต่อการรบกวนน้อยกว่า นิวเคลียสไม่โต้ตอบกับสภาพแวดล้อมอย่างรุนแรงเท่ากับอิเล็กตรอน เบ็น บลูม นักวิจัยที่ Atom Computing กล่าว

เนื่องจากคิวบิตมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันมาก จึงยากที่จะเปรียบเทียบคิวบิตระหว่างเครื่องจักรต่างๆ อย่างไรก็ตาม บลูมกล่าวว่าเครื่องจักรของ Atom Computing มีพลังการประมวลผลเทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ของ IBM ทีมงานหวังว่าจะทำให้คอมพิวเตอร์พร้อมใช้งานสำหรับลูกค้าในปีหน้าสำหรับแอปพลิเคชันคลาวด์คอมพิวติ้ง

อัน คัง (ตามรายงานของ New Scientist )

ลิงค์ที่มา