Google เปิดตัว Willow ซึ่งเป็นชิปควอนตัมที่ปฏิวัติการประมวลผลด้วยความก้าวหน้าทางประวัติศาสตร์

Google ได้ทำเครื่องหมายก่อนและหลังในด้านการคำนวณควอนตัมด้วยการนำเสนอของ วิลโลว์ซึ่งเป็นชิปควอนตัมที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่สัญญาว่าจะปฏิวัติเทคโนโลยีนี้ โปรเซสเซอร์นี้มีขนาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร สามารถคำนวณได้ในเวลาเพียงห้านาที ซึ่งจะใช้เวลาในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดมากกว่าอายุโดยประมาณของจักรวาล ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณการผสมผสานระหว่าง พลังการประมวลผลที่ไม่เคยมีมาก่อน และความก้าวหน้าครั้งสำคัญใน การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม.

การพัฒนานี้ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นของ Google ในด้านการประมวลผลควอนตัม แต่ยังเน้นย้ำว่าเทคโนโลยีนี้เข้าใกล้มากขึ้นเพียงใด การใช้งานจริง ที่สามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนในสาขาต่างๆ เช่น การแพทย์ เคมี และปัญญาประดิษฐ์

การก้าวกระโดดควอนตัมในการแก้ไขข้อผิดพลาด

อุปสรรคสำคัญอย่างหนึ่งในการคำนวณควอนตัมจนถึงปัจจุบันคือความไวสูงของคิวบิต (หน่วยพื้นฐานของข้อมูลในระบบควอนตัม) ต่อข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจากปัจจัยต่างๆ เช่น เสียง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ หรือการแผ่รังสี ความล้มเหลวเหล่านี้สะสมซับซ้อน ความสามารถในการปรับขนาดของระบบ. อย่างไรก็ตาม วิลโลว์สามารถเอาชนะข้อจำกัดนี้ได้ ใช้เทคโนโลยีการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ช่วยลดอัตราความล้มเหลวแบบทวีคูณโดยการเพิ่มจำนวนคิวบิตที่ใช้งาน

ความก้าวหน้านี้ซึ่งเป็นที่รู้จักในวงการว่า “อยู่ต่ำกว่าเกณฑ์” ช่วยให้ระบบควอนตัมมีประสิทธิภาพและแม่นยำมากขึ้น โดยแก้ไขปัญหาได้โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติควอนตัมที่ทำให้ระบบควอนตัมแตกต่างจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม Hartmut Neven หัวหน้าฝ่าย Google Quantum AI กล่าวว่า “นี่เป็นครั้งแรกที่ระบบจะมีควอนตัมมากขึ้นเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้น แทนที่จะเป็นแบบคลาสสิก”

ความสำเร็จนี้น่าประหลาดใจยิ่งกว่าเดิมเมื่อคุณพิจารณาว่ามีการดำเนินการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์ด้วยอาร์เรย์คิวบิต 3x3, 5x5 และ 7x7 ซึ่งจัดการเพื่อยืดอายุการใช้งานของคิวบิตเชิงตรรกะให้เกินขีดจำกัดในปัจจุบัน

อำนาจสูงสุดของควอนตัมที่อยู่เหนือขีดจำกัดที่ทราบ

Google ใช้การทดสอบ Random Circuit Sampling (RCS) เพื่อวัดประสิทธิภาพของวิลโลว์ ซึ่งถือว่า มาตรฐานที่ท้าทายที่สุด ในการคำนวณควอนตัม การทดสอบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจสอบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำสิ่งที่เป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกหรือไม่ และวิลโลว์ก็ผ่านการทดสอบด้วยสีที่บินได้: ทำการคำนวณภายในเวลาไม่ถึงห้านาที ซึ่งจะใช้เวลากับซูเปอร์คอมพิวเตอร์อย่าง Frontier นานถึง 10 เจ็ดล้านปี.

“ผลลัพธ์เหล่านี้น่าตื่นเต้นเพราะแสดงให้เห็นว่าเรากำลังก้าวไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้และมีประโยชน์” Michael Newman นักวิจัยจาก Google กล่าว ประสิทธิภาพนี้ทำให้ Willow เหนือกว่ารุ่นก่อน เช่น Sycamore ซึ่งเป็นชิปควอนตัมของ Google ที่เปิดตัวในปี 2019

แอปพลิเคชั่นที่ปฏิวัติวงการบนขอบฟ้า

ศักยภาพของวิลโลว์มีมากกว่าการทดสอบในห้องปฏิบัติการ จากข้อมูลของ Google ชิปนี้เป็นก้าวสำคัญในการสร้างสรรค์ คอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่สามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนในโลกแห่งความเป็นจริงได้ แอปพลิเคชันที่มีแนวโน้มมากที่สุด ได้แก่:

• การพัฒนายาได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
• การเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ความจุสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า
• สำรวจความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่อง

นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าความสามารถของ Willow ในการแก้ไขข้อบกพร่องแบบเรียลไทม์สามารถเร่งความก้าวหน้าในด้านต่างๆ เช่น พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันซึ่งเป็นสาขาที่ถือเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ปัญหาความท้าทายด้านพลังงานแห่งอนาคต

อนาคตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

แม้จะมีผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ แต่นักวิจัยก็รับทราบว่ายังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะกลายเป็นความจริงในชีวิตประจำวัน ตามที่ Carlos Sabín นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยอิสระแห่งมาดริด กล่าวไว้ แม้ว่า Willow จะเสนอวิสัยทัศน์ที่น่าหวัง แต่ "เรายังห่างไกลจากการมีคิวบิตเชิงตรรกะเพียงพอที่จะคำนวณที่เป็นประโยชน์"

อย่างไรก็ตาม Google มั่นใจว่าความก้าวหน้าเหล่านี้จะเปิดประตูใหม่ ไม่เพียงแต่ในด้านการวิจัยเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการนี้ในทางปฏิบัติด้วย Harmut Neven เน้นย้ำว่าด้วย Willow “เราเข้าใกล้อีกก้าวหนึ่งในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง”

ด้วย Willow การประมวลผลควอนตัมจะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นเครื่องมือที่มี ศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงโลกของเรา- ตั้งแต่การลดข้อผิดพลาดไปจนถึงการแสดงให้เห็นถึงอำนาจสูงสุดของควอนตัม ชิปนี้ถือเป็นจุดเปลี่ยนบนเส้นทางสู่การปฏิวัติทางเทคโนโลยีครั้งยิ่งใหญ่ครั้งต่อไป