คอมพิวเตอร์ควอนตัมในชีวิตจริง

คอมพิวเตอร์ควอนตัมในชีวิตจริง

คอมพิวเตอร์ควอนตัมในชีวิตจริง โดดยจะเห็นว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัม มีความแตกต่างที่สำคัญ ระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัม และทรานซิสเตอร์แบบเดิม ที่เราทุกคนใช้กันในปัจจุบัน นั่นคือ วิธีที่จัดการกับข้อมูล กับอุปกรณ์ที่เราคุ้นเคยกัน นั่นก็คือ สมาร์ทโฟน และแล็ปท็อป ไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์หมากรุก Deep Blue

ซึ่งจะจัดเก็บทุกอย่างที่เป็นบิต ซึ่งเป็นชื่อที่กำหนดให้กับหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุด โดยบิตสามารถรับค่าใดค่าหนึ่งจากสองค่า คือ 0 หรือ 1 ซึ่งถ้ายกตัวอย่างเป็นเหมือนหลอดไฟ นั่นก็คือ เปิด (1) หรือปิด (0) นั่นเอง

โดยหลอดไฟในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เปิด และปิดนั้น สามารถช่วยในการประหยัดเวลาได้มาก ดังนั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัม จึงสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้เร็วกว่าอุปกรณ์แบบดั้งเดิม ที่ทรงพลังที่สุด

ซึ่ง Google อ้างว่า เครื่องควอนตัม Sycamore ทำการคำนวณในเวลาเพียง 3 นาที ซึ่งจะใช้เวลาถึง 10,000 ปี ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ธรรมดา นั่นคือ ที่มาของคำว่า “อำนาจสูงสุด” นั่นเอง

เราใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในชีวิตจริง อย่างไร

ซึ่งเราจะพบว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัม ค่อนข้างเฉียบคม และอม่นยำในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมาก แต่ยังไม่มีการปรับใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจาก เทคโนโลยีควอนตัมยังใหม่อยู่ และยังไม่เสถียรมากเท่าไหร่นัก

ซึ่งไม่ต้องพูดถึงว่ายิ่งมี qubits มากเท่าไร การรักษาเสถียรภาพก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น และความเป็นไปได้ของการคำนวณที่ซับซ้อนนั้น ขึ้นอยู่กับจำนวนของ qubits ด้วย

และอีกหนึ่งเหตุผลที่ยังไม่มีการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมเข้ามาแทนที่รุ่นก่อนโดยสิ้นเชิง คือ อุปกรณ์ทั้งสองนั้น มีการประมวลผลข้อมูลด้วยวิธีที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน นั่นหมายความว่า ซอฟต์แวร์สำหรับการใช้งาน

ต้องได้รับการพัฒนาตั้งแต่เริ่มต้น คุณไม่สามารถเพียงแค่ติดตั้ง Windows บนคอมพิวเตอร์ควอนตัม คุณต้องมีระบบปฏิบัติการควอนตัม และแอปพลิเคชันควอนตัมใหม่ทั้งหมดนั่นเอง

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ และบริษัทยักษ์ใหญ่ด้านไอที จะมีการเริ่มต้นของควอนตัม แต่ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานเหมือนกับฮาร์ดไดรฟ์ ภายนอกที่เชื่อมต่อ และควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ทั่วไป ใช้เพื่อแก้ปัญหาช่วงแคบ ๆ

เช่น การสร้างแบบจำลองอะตอมไฮโดรเจน หรือการค้นหาฐานข้อมูล แม้จะมีพลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่คุณยังไม่สามารถใช้ เพื่อออนไลน์ และดูวิดีโอได้ อย่างไรก็ตาม หลายคนคงเชื่อว่า อนาคตคงมีการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาใช้งานอย่างเต็มที่

ซึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรก เริ่มออกสู่ตลาดในปี 2542 ปัจจุบัน องค์กรขนาดใหญ่เช่น Google, Honeywell และ IBM (บริษัทหลังให้การเข้าถึงคลาวด์แก่ลูกค้า คอมพิวเตอร์ควอนตัมของตน ) Toshiba, Alibaba, and Baidu กำลังลงทุนอย่างหนักในคอมพิวเตอร์ควอนตัม

อย่างไรก็ตาม ก็เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การชี้ให้เห็นว่า งานที่ Google ได้มีการแก้ไขนั้นไม่มีประโยชน์จริง ยกเว้นเพื่อการแสดงให้เห็นถึงความสามารถของการคำนวณควอนตัม ซึ่งเราจะไม่เจาะลึกถึงประเด็นสำคัญ เพราะมันซับซ้อนมาก้กินไป และไม่จำเป็นสำหรับผู้ใช้ในชีวิตประจำวัน

แต่ถ้าหากคุณต้องการที่จะศึกษารายละเอียดดูที่รายงานของ Google อนึ่ง ไม่ใช่ทุกคนที่เห็นด้วยกับข้อเรียกร้อง 10,000 ปีของ Google ตัวอย่างเช่น IBM มั่นใจว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ สามารถช่วยแก้ปัญหาเดียวกันได้

หากไม่ใช่ภายใน 3 นาที แสดงว่า ภายในไม่เกิน 48 ชั่วโมง แต่อย่างไรก็ตาม แม้ว่าค่าประมาณนี้จะแม่นยำกว่า แม้แต่ผู้ที่ไม่ใช่นักคณิตศาสตร์ก็ยังเห็นความแตกต่างของความเร็วที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัม และคอมพิวเตอร์แบบเดิมนั่นเอง

และอย่างที่หลายคนได้เห็นกันมาแล้วว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัม ยังคงเป็นของเล่นชิ้นใหม่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ มากกว่าอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค หรือเครื่องมือแฮ็กเกอร์ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่า จะไม่สามารถใช้งานได้จริง (และเป็นอันตราย) อีกต่อไป ด้วยเหตุนี้ ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยของข้อมูล จึงได้จัดทำแผนการต่อสู้ขึ้นแล้ว แต่เพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นที่ความจุในครั้งต่อไป

อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ควอนตัมเริ่มเข้าใกล้ขีดจำกัดของการจำลองแบบคลาสสิกแล้ว และเป็นสิ่งสำคัญที่เราจะต้องดำเนินการเปรียบเทียบของความก้าวหน้าต่อไป และถามว่า การจำลองนั้นยากเพียงใด นี่เป็นคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ

โดยความก้าวหน้าล่าสุด ในการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่มีผลในสองโปรเซสเซอร์ 53 คิวบิต หนึ่งจากกลุ่มใน IBM และอุปกรณ์ที่อธิบายไว้โดย Google ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในรายงานฉบับนี้ ซึ่งเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่า อุปกรณ์ของพวกเขามี “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” และ “ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ล้ำสมัย จะต้องใช้เวลาประมาณ 10,000 ปี ในการทำงาน ที่เทียบเท่ากัน”

ผู้้เชี่ยวชาญหลายคนจึงได้ยืนยันว่า การจำลองในอุดมคติของงานเดียวกัน สามารถดำเนินการในระบบคลาสสิกใน 2.5 วัน และมีความตั้งเป้าหมายให้ไกลมากขึ้น แต่อันที่จริงแล้ว นี่เป็นเพียงการประมาณการ โดยละเอียดถี่ถ้วน และเป็นกรณีที่ค่อนข้างจะไม่ดีสักเท่าไหร่

เนื่องจาก ความหมายดั้งเดิมของคำว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” ตามที่ John Preskill เสนอในปี 2555 คือ การอธิบายจุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัม สามารถทำสิ่งที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกทำไม่ได้ เกณฑ์นี้จึงไม่เป็นไปตามเกณฑ์

ด้วยเหตุผลหลายประการ และเนื่องจากว่า มีหลักฐานเพียงพอแล้วว่า คำว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” กำลังถูกตีความผิดในวงกว้างและก่อให้เกิดความสับสนมากขึ้นเรื่อยๆ เราจึงขอให้ชุมชนดำเนินการตามคำกล่าวอ้างที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมทำเป็นครั้งแรก สิ่งที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถด้วยความสงสัยจำนวนมากเนื่องจากลักษณะที่ซับซ้อนของการเปรียบเทียบเมตริกที่เหมาะสม

สำหรับควอนตัม ที่จะสร้างผลกระทบเชิงบวกต่อสังคม หรือภารกิจข้างหน้านั้น คือ การสร้างต่อไป และทำให้ระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่ตั้งโปรแกรมได้ ซึ่งทรงพลัง และการเข้าถึงได้อย่างกว้างขวาง และการเข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว

คอมพิวเตอร์ควอนตัมในชีวิตจริง

ซึ่งสามารถนำไปใช้ หรือการทำซ้ำได้ และเกิดความเชื่อถือได้ โดยการสาธิตควอนตัม อัลกอริธึม และโปรแกรมที่หลากหลายอีกด้วย นี่ก็เป็นอีกหนทางหนึ่ง หรือหนทางเดียวเดียว ที่จะนำไปสู่การแก้ปัญหา ในทางปฏิบัติ ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั่นเอง

ซึ่งจะเห็นว่า แนวคิดของคอมพิวเตอร์ควอนตัม สามารถเป็นแรงบันดาลใจ ให้กับนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่หลายคน รวมทั้งนักฟิสิกส์ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ให้เปลี่ยนภูมิทัศน์ของเทคโนโลยีสารสนเทศโดยพื้นฐาน และมีความมุ่งมั่นที่จะพัฒนากันต่อไป

Credit

อ่านบทความน่าสนใจเพิ่มเติม

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *