ในฐานะที่เป็นคำศัพท์ การคำนวณควอนตัมอาจอยู่ในอันดับที่ต่ำกว่า AI ในแง่ของการโฆษณา

บริษัทเทคโนโลยีขนาดใหญ่เช่น Alphabet, Amazon และ Microsoft ในปัจจุบันมีความพยายามในการวิจัยและพัฒนาอย่างมากในการคำนวณควอนตัม บริษัทสตาร์ทอัพหลายแห่งก็ผุดขึ้นเช่นกัน บางบริษัทมีการ ประเมินมูลค่าที่ น่าตกใจ ตัวอย่างเช่น IonQ มีมูลค่า 2 พันล้านดอลลาร์เมื่อ เปิดตัว ในเดือนตุลาคมผ่านบริษัทจัดซื้อกิจการพิเศษ กิจกรรมเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจในช่วงสามปีที่ผ่านมา

ฉันเชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมเท่าที่จะเป็นได้ ฉันได้ตีพิมพ์บทความทางเทคนิคมากกว่า 100 ฉบับในหัวข้อนี้ และนักศึกษาระดับปริญญาเอกและดุษฎีบัณฑิตหลายคนของฉันตอนนี้เป็นผู้ปฏิบัติงานคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่รู้จักกันดีทั่วโลก แต่ฉันรู้สึกไม่สบายใจกับโฆษณาเชิงควอนตัมบางตัวที่ฉันเห็นในทุกวันนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการอ้างว่ามันจะถูกขายในเชิงพาณิชย์อย่างไร

บทความอื่น ๆ : ค้นพบมนุษย์สปีชีส์ใหม่ในฟิลิปปินส์ Homo luzonensis

เพื่อสนับสนุนการทำข่าวของ MIT Technology Review โปรดพิจารณา สมัคร เป็นสมาชิก

แอปพลิเคชันที่สร้างขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีอยู่จริง ที่รู้จักกันดีที่สุดคือการสาธิตเชิงทฤษฎีของ Peter Shor ในปี 1994 ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่ยากในการค้นหาตัวประกอบเฉพาะของตัวเลขจำนวนมากได้เร็วกว่าแบบแผนทั่วไปทั้งหมดแบบทวีคูณ การแยกตัวประกอบเฉพาะที่เป็นหัวใจสำคัญของการทำลายการเข้ารหัสแบบ RSA ที่ใช้กันทั่วไป ดังนั้นแผนการแยกตัวประกอบของ Shor จึงดึงดูดความสนใจจากรัฐบาลทุกแห่งในทันที ส่งผลให้ได้รับทุนสนับสนุนด้านการวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นจำนวนมาก

ปัญหาเดียว? จริงๆ แล้วการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำได้ ขึ้นอยู่กับการนำแนวคิดที่บุกเบิกโดย Shor และคนอื่น ๆ ที่เรียกว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมไปใช้ซึ่งเป็นกระบวนการเพื่อชดเชยความจริงที่ว่าสถานะควอนตัมหายไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากเสียงรบกวนจากสิ่งแวดล้อม (ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “decoherence”) ในปี 1994 นักวิทยาศาสตร์คิดว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นเป็นเรื่องง่ายเพราะฟิสิกส์อนุญาต แต่ในทางปฏิบัติ มันยากมาก

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันมีคิวบิตทางกายภาพที่ถอดรหัส (หรือ “มีเสียงดัง”) หลายสิบตัว การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถถอดรหัสรหัส RSA ออกจากส่วนประกอบดังกล่าวจะต้องใช้เงินหลายล้านถ้าไม่ใช่พันล้านคิวบิต มีเพียงหมื่นเท่านั้นที่จะใช้สำหรับการคำนวณ—ที่เรียกว่า qubits เชิงตรรกะ; ส่วนที่เหลือจำเป็นสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาด ชดเชยการถอดรหัส

ระบบ qubit ที่เรามีในปัจจุบันเป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ แต่พวกเขาไม่ได้ทำให้เราใกล้ชิดกับการมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถแก้ปัญหาที่ใคร ๆ ก็สนใจได้ คล้ายกับการพยายามสร้างสมาร์ทโฟนที่ดีที่สุดในปัจจุบันโดยใช้หลอดสุญญากาศตั้งแต่ต้นปี 1900 คุณสามารถประกอบ 100 หลอดเข้าด้วยกัน และสร้างหลักการที่ว่าหากคุณสามารถดึง 10 พันล้านหลอดมาทำงานร่วมกันในลักษณะที่เชื่อมโยงกันและไร้รอยต่อ คุณก็จะสามารถบรรลุปาฏิหาริย์ทุกประเภท อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ขาดหายไปคือความก้าวหน้าของวงจรรวมและซีพียูที่นำไปสู่สมาร์ทโฟน ซึ่งต้องใช้เวลาถึง 60 ปีของวิศวกรรมที่ยากมากในการเปลี่ยนจากการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์เป็นสมาร์ทโฟนโดยที่ไม่มีฟิสิกส์ใหม่เข้ามาเกี่ยวข้องในกระบวนการนี้

จริงๆ แล้วมีแนวคิดต่างๆ มากมาย และฉันมีบทบาทบางอย่างในการพัฒนาทฤษฎีสำหรับแนวคิดเหล่านี้ สำหรับการข้ามการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมโดยใช้ qubits ที่เสถียรกว่ามาก ในแนวทางที่เรียกว่าการคำนวณเชิงทอพอโลยี Microsoft กำลังทำงานในแนวทางนี้ แต่ปรากฎว่าการพัฒนาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมทอพอโลยีก็เป็นความท้าทายอย่างมากเช่นกัน ไม่ชัดเจนว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมอย่างกว้างขวางหรือการคำนวณเชิงทอพอโลยี (หรืออย่างอื่น เช่น ลูกผสมระหว่างทั้งสอง) จะเป็นผู้ชนะในที่สุด

นักฟิสิกส์ฉลาดอย่างที่เราทุกคนรู้ (การเปิดเผยข้อมูล: ฉันเป็นนักฟิสิกส์) และนักฟิสิกส์บางคนก็เก่งมากในการคิดคำย่อที่มีสาระที่ฟังดูมีสาระ ความยากลำบากอย่างมากในการกำจัดการถอดรหัสทำให้เกิดตัวย่อที่น่าประทับใจ NISQ สำหรับคอมพิวเตอร์ “ควอนตัมระดับกลางที่มีเสียงดัง” สำหรับแนวคิดที่ว่าคอลเล็กชันของ qubits ทางกายภาพที่มีเสียงดังขนาดเล็กสามารถทำสิ่งที่มีประโยชน์และดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้คืออะไร: เสียงดังแค่ไหน? กี่คิวบิต? ทำไมถึงเป็นคอมพิวเตอร์? เครื่อง NISQ สามารถแก้ปัญหาอะไรได้บ้าง?

การทดลอง ในห้องปฏิบัติการเมื่อเร็วๆ นี้ ที่ Google ได้สังเกตลักษณะที่คาดการณ์ไว้บางประการของไดนามิกของควอนตัม (เรียกว่า “ผลึกเวลา”) โดยใช้คิวบิตตัวนำยิ่งยวด 20 ตัวที่มีเสียงดัง การทดลองนี้เป็นการแสดงเทคนิคการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าประทับใจ แต่ก็ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบในการคำนวณเหนือคอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งสามารถจำลองผลึกเวลาได้อย่างง่ายดายด้วยจำนวนคิวบิตเสมือนที่ใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ยังไม่ได้เปิดเผยอะไรเกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐานของผลึกเวลา ชัยชนะของ NISQ อื่น ๆ เป็นการทดลองเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยจำลองวงจรควอนตัมแบบสุ่มซึ่งเป็นงานเฉพาะทางขั้นสูงที่ไม่มีมูลค่าทางการค้าแต่อย่างใด

อ่านบทความอื่น ๆ เพิ่มเติมได้ที่ : lsoriginals.com