Microsoft: เหตุใดการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงเป็นเรื่องยาก

นักวิทยาศาสตร์ของ Microsoft อ้างว่าได้พัฒนาความก้าวหน้าในการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริงเข้าใกล้ความเป็นจริงเข้าไปอีกขั้นหนึ่ง แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าสาขานี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

ทีมงานทั่วโลกก็มี แข่งกันสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่อาจมีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก แต่อัตราข้อผิดพลาดที่สูงได้ขัดขวางความพยายามในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อถือได้ ตอนนี้ นักวิจัยของ Microsoft กล่าวว่าพวกเขาประสบความสำเร็จแล้ว ที่อาจทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเชื่อถือได้มากขึ้น

"ในขณะที่ Microsoft ได้แบ่งปันผลการทดลองที่น่าสนใจเมื่อเร็วๆ นี้ พวกเขายังไม่ได้แสดงให้เห็นถึงการดำเนินการ qubit แต่มี qubit หลายตัวที่ดำเนินการวงจรควอนตัม" พอล ลิปแมน, ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายพาณิชย์ของบริษัทควอนตัมคอมพิวติ้ง โรคติดเชื้อบอกกับ Lifewire ทางอีเมล "อย่างไรก็ตาม เราควรยกย่องความพยายามทั้งหมดเพื่อบรรลุเป้าหมายของคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่มีการแก้ไขข้อผิดพลาด อุปกรณ์ดังกล่าวจะเปลี่ยนโลกให้ดีขึ้น และยังเร็วเกินไปที่จะบอกว่าแนวทางใดจะพิสูจน์ได้ในที่สุด ที่จริงแล้ว อาจเป็นไปได้ว่าแนวทางที่แตกต่างกันนั้นเหมาะสมกับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน"

ควอนตัมก้าวกระโดด?

วิศวกรของ Microsoft รายงานว่าพวกเขาได้ออกแบบวิธีใหม่ในการแสดงควิบิตเชิงตรรกะด้วยความเสถียรของฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์นี้สามารถชักนำให้เกิดเฟสของสสารที่มีลักษณะเฉพาะได้ โหมดศูนย์ Majorana, เฟอร์มิออน การใช้สสารประเภทนี้สามารถช่วยในการผลิตซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอัตราข้อผิดพลาดต่ำได้

Microsoft อ้างว่าพวกเขาได้สร้างวิธีการเป็นตัวแทน ควิบิต และ การซ้อนทับ เมื่อรวมกับความเสถียรของฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นในการ "เริ่มก้าวไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงพาณิชย์อย่างถูกกฎหมาย" มิเชล นิซิชผู้อำนวยการศูนย์นวัตกรรมผู้ประกอบการและเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีนิวยอร์กกล่าวในอีเมลถึง Lifewire

"จนถึงปัจจุบัน โซลูชันฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้การวิจัยมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดเนื่องจากความซับซ้อน และการค้นพบของ Microsoft อาจ อนุญาตให้มีการอภิปรายขั้นต่อไปเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ควอนตัมที่มีจำหน่ายในท้องตลาด และที่สำคัญกว่านั้น สำหรับ Microsoft คือ ระบบปฏิบัติการควอนตัม (QOS) เพื่อ เริ่ม."

ใจกลางของ การคำนวณควอนตัม เป็นฟิสิกส์ของควิบิตที่มีชีวิต ซึ่งเป็นเวอร์ชันควอนตัมของไบนารีบิตคลาสสิก บิล ลอว์เรนซ์, CISO ของบริษัทรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ ฮอปร์ บอกกับ Lifewire ทางอีเมล Qubits ทำงานในขอบเขตของฟิสิกส์ควอนตัม ในขณะที่ฟิสิกส์คลาสสิกเป็นแหล่งกำเนิดของการประมวลผลแบบทั่วไป

คอมพิวเตอร์ทั่วไปทำงานที่อุณหภูมิห้อง และ 'บิต' เป็นหน่วยพื้นฐานสำหรับการจัดเก็บและการคำนวณ อาจเป็น '1' หรือ '0' และสตริงบิตสามารถแทนตัวเลข ตัวอักษร รูปภาพ เสียง ฯลฯ ซึ่งสามารถจัดเก็บและจัดการโดยโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ทั่วไป

คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานในขอบเขตของฟิสิกส์ย่อยของอะตอมควอนตัม ซึ่งบางสิ่งบางอย่างอาจเป็นอนุภาคหรือคลื่นในเวลาเดียวกัน Lawrence กล่าว วัตถุที่มีขนาดเล็กนี้สามารถอยู่ในสองแห่งพร้อมกันได้ และความแม่นยำของวัตถุก็มีขีดจำกัด ค่าของปริมาณทางกายภาพสามารถทำนายได้ก่อนการวัด โดยให้ชุดเริ่มต้นที่สมบูรณ์ เงื่อนไข. คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้คิวบิตที่จัดการกับค่าที่เป็นไปได้ทั้งหมดของแต่ละคิวบิตพร้อมกัน แต่ในลักษณะที่โปรเซสเซอร์ควอนตัมสามารถตีความเพื่อแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็ว

ต้อน Qubits

การใช้ qubits ในคอมพิวเตอร์เป็นเรื่องยากอย่างไม่น่าเชื่อ คิวบิตมีความไวต่อเสียงรบกวนอย่างมาก และโดยทั่วไปแล้วจะคงสถานะควอนตัมไว้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ลิปแมนชี้ให้เห็น เขากล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบันมีเพียงเท่านั้น คิวบิตทางกายภาพที่มีเสียงดังไม่กี่ร้อยตัว.

บริษัทคู่แข่งหลายสิบแห่งกำลังทุ่มเงินวิจัยเข้าไป เทคโนโลยีควิบิตและมีแนวโน้มว่าจะมีแนวทางเทคโนโลยีควิบิตที่แตกต่างกันมากกว่าสิบวิธีที่กำลังดำเนินการอยู่ Lawrence กล่าว

“คำกล่าวอ้างของ Microsoft ดูเหมือนจะน่าสนใจ แต่ก็มีข้อโต้แย้งเช่นกัน เนื่องจากอ้างว่ากำลังแก้ไขปัญหาอัตราข้อผิดพลาดที่สำคัญมากโดยอาศัย 'อนุภาคที่เข้าใจยาก' ที่เพิ่งค้นพบใหม่" เขากล่าวเสริม “นี่หมายความว่ายังจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาที่สำคัญ”

การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคุณค่าในเชิงพาณิชย์จะต้องใช้คิวบิตเกือบสมบูรณ์แบบจำนวนนับล้านที่มีความประณีต การควบคุมสถานะควอนตัมและสัญญาณรบกวน และวิธีการที่ซับซ้อนในการลดข้อผิดพลาดและการแก้ไขข้อผิดพลาด ลิปแมนกล่าวว่า

“ความพยายามในการคำนวณควอนตัมโดยรวมของโลกได้รับการอธิบายว่าเป็น 'ดวงจันทร์ช็อต'” เขากล่าวเสริม อย่างไรก็ตาม ความท้าทายทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่จำเป็นต่อการบรรลุความฝันด้านควอนตัมคอมพิวติ้งนั้นยากกว่าความท้าทายในการส่งผู้คนไปดวงจันทร์เป็นอย่างมาก”