Google เปิดตัวโปรเซสเซอร์ควอนตัมตัวล่าสุดที่มีชื่อว่า Willow ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านการประมวลผลควอนตัม นวัตกรรม ชิปใหม่นี้โดดเด่นด้วยความสามารถในการคำนวณที่ซับซ้อนด้วยความเร็วและความแม่นยำที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งถือเป็นช่วงเวลาสำคัญในการแสวงหาแอปพลิเคชันการประมวลผลควอนตัมที่ใช้งานได้จริง
“Willow” ก้าวข้ามขีดจำกัดสู่อนาคตคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แม่นยำและใช้งานได้จริง
หนึ่งในความท้าทายสำคัญของคอมพิวเตอร์ควอนตัมคือ ข้อผิดพลาด (errors) ที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผล เนื่องจากคิวบิตไวต่อสัญญาณรบกวน (noise) การที่ Willow มีคิวบิตทางกายภาพ 105 ตัว ซึ่งถือเป็นการพัฒนาจากรุ่นก่อนหน้า ทำให้สามารถจัดการการคำนวณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้ ขณะที่ความสำเร็จที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของ Willow คือความสามารถในการลดข้อผิดพลาดได้อย่างมากเมื่อมีการเพิ่มคิวบิตมากขึ้น ซึ่งถือเป็นการตอบโจทย์ความท้าทายที่ยาวนานในการลดข้อผิดพลาดในการประมวลผลและเพิ่มความแม่นยำเมื่อขยายขนาด เป็นการตอบโจทย์ “เกณฑ์การแก้ไขข้อผิดพลาด” (Error Correction Threshold) ซึ่งนักวิจัยพยายามพัฒนาและเอาชนะมาเกือบ 30 ปี และเป็นเงื่อนไขที่ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจัดการข้อมูลได้อย่างถูกต้องแม้ในสเกลใหญ่ ซึ่งถือเป็นหัวใจสำคัญของการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่นำไปใช้ได้จริงในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การเข้ารหัส การจำลองโมเลกุล และปัญหาทางคณิตศาสตร์ขั้นสูง ซึ่งการช่วยให้สามารถคำนวณได้อย่างแม่นยำมากขึ้นเมื่อขยายขนาด ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง
ทั้งนี้ “คิวบิตทางกายภาพ” (Physical Qubit) หมายถึง หน่วยพื้นฐานของการคำนวณควอนตัมในระบบฮาร์ดแวร์จริง ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ใช้ในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ในการทดสอบประสิทธิภาพ Willow นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า Willow สามารถทำภารกิจที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกต้องใช้เวลาถึง 10-25 ปี ในเวลาประมาณ 5 นาที ซึ่งถือเป็นการสาธิตพลังของ Willow เป็นครั้งแรกประสิทธิภาพที่น่าทึ่งนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ปัญหาที่ระบบคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถเอาชนะได้ในปัจจุบัน
จุดเปลี่ยนแห่งอนาคตคอมพิวเตอร์ควอนตัม สู่อุตสาหกรรมยุคใหม่
การนำ Willow มาใช้มีความสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ ไม่ว่าจะเป็นเส้นทางสู่การประมวลผลควอนตัมในทางปฏิบัติ โดย Willow ปูทางไปสู่ระบบควอนตัมในอนาคตที่จะนำไปใช้ในแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริงได้ ด้วยการสาธิตการแก้ไขข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพและการคำนวณความเร็วสูง Google คาดการณ์ว่าเทคโนโลยีนี้จะนำไปสู่ความก้าวหน้าในวิทยาการสาขาต่างๆ เช่น การค้นพบยา การสร้างแบบจำลองสภาพอากาศ หรือจำลองเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ได้ดีขึ้น
การที่ Willow มีความสามารถในการทำงานเฉพาะด้านที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก จึงเป็นก้าวสำคัญในการบรรลุสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่าข้อได้เปรียบด้านควอนตัม ซึ่งหมายถึงสถานการณ์ที่ระบบควอนตัมสามารถแก้ปัญหาได้เร็วกว่าหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบแบบดั้งเดิมใดๆ ซึ่งอาจปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ ไปอย่างสิ้นเชิง
นอกจากนี้ ความสามารถของ Willow อาจกระตุ้นให้เกิดการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัม ส่งเสริมการลงทุนและนวัตกรรมในอุตสาหกรรมเทคโนโลยี ในขณะที่บรรดาบริษัทและรัฐบาลประเทศต่างๆ กำลังแข่งขันกันเพื่อใช้ประโยชน์จากการประมวลผลด้วยควอนตัม
ก้าวแรกสู่อนาคตที่ยิ่งใหญ่ แม้ยังเผชิญข้อจำกัดในปัจจุบัน
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ Willow ทำได้ในปัจจุบันยังคงจำกัดมาก โดย คริส มอนโร ศาสตราจารย์จากศูนย์ควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยดุ๊ก ประเทศสหรัฐอเมริกา อธิบายว่าแทนที่จะมุ่งเน้นด้านอื่นๆ ในระยะสั้น ควรให้ความสำคัญกับบทบาทของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในด้านการเข้ารหัส ซึ่งเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพสูงและสามารถทดสอบได้ง่าย
“เราควรพูดถึงการเข้ารหัส เพราะนี่เป็นตัวอย่างที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำได้ดีและวัดผลได้ชัดเจน” มอนโรกล่าวกับ NPR
สำหรับสิ่งที่ Google ทำได้กับ Willow ผ่านการทดลองที่เรียกว่า Random Circuit Sampling ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างรูปแบบตัวเลขแบบสุ่ม มอนโรมองว่าไม่สามารถทดสอบหรือพิสูจน์ได้ชัดเจนเท่ากับการใช้งานจริง เขาแนะนำว่าการทดสอบที่ดีกว่าคือการเข้ารหัสบทกวีและให้คอมพิวเตอร์ถอดรหัส
“หากคอมพิวเตอร์สามารถถอดรหัสบทกวีได้สำเร็จ คุณก็สามารถพิสูจน์ผลลัพธ์ได้ง่ายๆ ด้วยการอ่านบทกวีนั้นกลับมาให้ผมฟัง” คริส มอนโรกล่าว
ความก้าวหน้าด้านการถอดรหัสของคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยีในชีวิตประจำวัน ล่าสุดเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ที่ผ่านมา Apple ได้ประกาศเพิ่มมาตรการรักษาความปลอดภัยสำหรับ iMessage บน iPhone เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับความเป็นไปได้ในอนาคตที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจเข้ามามีบทบาทสำคัญในการถอดรหัสข้อมูล
กระนั้น Willow ของ Google ไม่เพียงแต่เป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยควอนตัมเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญในการตระหนักถึงศักยภาพทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตของระบบแบบดั้งเดิมอีกด้วย
ที่มา :
- ‘A truly remarkable breakthrough’: Google’s new quantum chip achieves accuracy milestone
- Google unveils a quantum chip. Could it help unlock the universe’s deepest secrets?
