จีนเปิดตัว Quantum Computers ประมวลผลเร็วที่สุดในโลก

0

ทีมวิจัยจีนได้ให้สัมภาษณ์สถานีโทรทัศน์ CCTV ออกอากาศเมื่อวันที่ 26 ต.ค.

นักฟิสิกส์ในจีนเปิดเผยว่า พวกเขาได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม 2 เครื่องที่มีประสิทธิภาพความเร็วเหนือกว่าประเทศทางตะวันตก โดยเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้วัสดุตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด (Superconductor) ที่มีความเร็วสูงกว่าจากการใช้อนุภาคของแสงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แบบไม่เคยปรากฏมาก่อน

ผลการวิจัยของทีมได้เผยแพร่รายละเอียดในรายงาน 2 ฉบับ ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Physical Review Letters และ Science Bulletin เพื่อให้นักวิชาการได้ทบทวนและตรวจสอบ ‘ผาน เจี้ยนเว่ย’ (ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนในเหอเฟย ทางตะวันออกเฉียงใต้ของมณฑลอานฮุย) หัวหน้าคณะทีมวิจัยกล่าวว่า “ซู่ ชงจื่อ 2” (Zuchongzhi 2 ตั้งชื่อตามซู่ ชงจื่อ นักคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 5) เป็น superconducting quantum computer ที่ตั้งโปรแกรมได้ และมี 66 หน่วยย่อย (qubit) นี้ เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลก 10 ล้านเท่า และทรงพลังกว่า Sycamore ขนาด 55-qubit ของ Google ที่เปิดตัวเมื่อสองปีก่อน

ผาน เจี้ยนเว่ย กล่าวว่า “Zuchongzhi 2” ถูกยกระดับจากเครื่องรุ่นก่อนหน้า ซึ่งเปิดตัวเมื่อ 3 เดือนที่แล้ว และสามารถใช้งานการคำนวณที่ซับซ้อนกว่า Sycamore ได้หนึ่งล้านเท่า ทีมของผาน เจี้ยนเว่ย ยังได้ประกาศว่า “Jiuzhang 2” ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมอีกเครื่องหนึ่งที่ใช้แสง มีขอบเขตการใช้งานที่แคบกว่า แต่สามารถทำความเร็วได้ถึง 100 sextillion ( 1 ตามด้วยศูนย์ 23 ตัว) เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ใหญ่ที่สุด แม้จะมีความเร็วสูง แต่เครื่องเหล่านี้จะยังไม่แทนที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปได้ในเร็วๆ นี้ ขณะนี้จึงมีการใช้งานเฉพาะในงานที่มีความเฉพาะเจาะจงสูง

ผาน เจี้ยนเว่ย กล่าวอีกว่า “ในขั้นตอนต่อไป เราหวังว่าจะแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัมด้วยการทำงานหนักสี่ถึงห้าปี จากเทคโนโลยีการแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัม เราสามารถสำรวจการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเฉพาะบางรุ่นหรือเครื่องจำลองควอนตัมเพื่อแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดบางข้อที่มีคุณค่าในทางปฏิบัติ”

ทั้งนี้วงจรของเครื่อง Zuchongzhi จะต้องถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมาก เพื่อทำงานอันซับซ้อนที่เรียกว่า Random Walk ซึ่งเป็นแบบจำลองที่อิงตามการเคลื่อนไหวของชิ้นส่วนบนกระดานหมากรุก การใช้งานมีตั้งแต่การคาดการณ์ราคาหุ้นไปจนถึงการคำนวณการกลายพันธุ์ของยีนส์ การก่อตัวของวัสดุใหม่ และการไหลเวียนของอากาศในการบินที่มีความเร็วเหนือเสียงที่ระดับ Mach 5 ขึ้นไป (Mach คือ สัดส่วนของความเร็วต่อความเร็วเสียง)

ซึ่งแบบจำลองนี้อนุมานว่า การเคลื่อนไหวของชิ้นหมากรุกสามารถสุ่มได้ทั้งหมด โดยไม่มีการเชื่อมโยงใดๆ กับการเคลื่อนไหวครั้งก่อน ในคอมพิวเตอร์คลาสสิก กระบวนการนี้จำลองได้ยากเพราะต้องใช้การคำนวณจำนวนมากตามอัลกอริทึมที่ซับซ้อน แต่จะกลายเป็นเรื่องง่ายด้วยความช่วยเหลือของฟิสิกส์ควอนตัม

ในทางทฤษฎีแล้ว “Zuchongzhi 2” สามารถคำนวณการเดินสุ่มบนกระดานหมากรุก 66 แผ่นพร้อมกัน ซึ่งคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในปัจจุบันทำไม่ได้ “Jiuzhang 2” ตั้งชื่อตามหนังสือเรียนคณิตศาสตร์โบราณ เป็นการยกระดับเครื่องที่สร้างโดยทีมของ ผาน เจี้ยนเว่ย เมื่อปีที่แล้ว โดยใช้โฟตอน (photon) แต่ละเครื่องมี qubit ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของข้อมูลควอนตัม

ลู่ เชาหยาง หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของโครงการ Jiuzhang กล่าวว่า เราได้เพิ่มจำนวนโฟตอนจาก 76 เป็น 113 (เครื่องใหม่) ซึ่งเร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์หลายพันล้านเท่า เครื่อง Jiuzhang สามารถทำงานที่เรียกว่าการสุ่มตัวอย่าง boson (boson sampling) ซึ่งจำลองพฤติกรรมของอนุภาคแสงเมื่อผ่านความวกเวียนของของคริสตัลและกระจก ในตอนแรก Jiuzhang ถูกจัดให้เป็นเกมทางกายภาพโดยไม่มีจุดประสงค์ใด แต่การศึกษาล่าสุดบางชิ้นบ่งชี้ว่าการสุ่มตัวอย่าง boson อาจมีแอปพลิเคชั่นบางตัวในการเข้ารหัส โดยทั่วไปคอมพิวเตอร์ที่ใช้แสงไม่สามารถตั้งโปรแกรมได้ แต่ Jiuzhang 2 มีการออกแบบที่ยืดหยุ่นกว่าซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณได้มากกว่าหนึ่งงาน

แบร์รี ซี. แซนเดอร์ส ศาสตราจารย์แห่งสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยคัลการี (Institute for Quantum Science and Technology at the University of Calgary) ในแคนาดา กล่าวว่า “คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นทดลองสองเครื่องนี้สามารถจัดการกับปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดได้”

ท้งนี้จีนได้เปิดตัวดาวเทียมควอนตัมดวงแรกของโลกในปีพศ. 2559 (คศ.2016) และเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมบนบกที่ใหญ่ที่สุดในปีพศ. 2562 (คศ.2019) ซึ่งยังตามหลังตะวันตกในด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่ด้วยการปรับยุทธศาสตร์ของรัฐบาลจีนเมื่อเร็วๆ นี้ทำให้มีการลงทุนเพิ่มขึ้นในคอมพิวเตอร์ และเมื่อเร็วๆ นี้ก็เริ่มมีการพัฒนาในนิคมอุตสาหกรรมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมแห่งแรกของประเทศในเหอเฟย

จากข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะ กองทัพของจีนใช้เทคโนโลยีควอนตัมสำหรับสายการสื่อสารที่มีความปลอดภัยสูง เรดาร์ที่สามารถตรวจจับเครื่องบินล่องหน และอุปกรณ์นำทางสำหรับเรือดำน้ำนิวเคลียร์ แต่การนำไปใช้ในภาคประชาชนยังคงต้องจำกัด นักวิจารณ์บางคนกล่าวว่า อาจยังต้องใช้เวลาหลายปี แม้ไม่ถึงขนาดหลายสิบปี ก่อนที่จะสร้างผลกำไรจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม